Climbing the rotational ladder to chirality
分子手性通常被理解为分子平衡结构中的空间反转对称性破缺。不太为人所知的是，非手性分子可以通过极端的旋转激发而成为手性分子。在这里，我们从理论上证明了一个明确的战略，产生旋转诱导的手性（RIC）：光学离心机旋转激发膦分子（PH $_3$）成手性簇状态，对应于顺时针（$R$ -对映异构体）或anticipant（$L$ -对映异构体）旋转轴几乎与单一的P-H键。在离心脉冲期间施加强直流电场有利于产生一种旋转对映体形式，产生具有$permanently$定向旋转角动量的动态手性分子。这是表征RIC的重要一步，它为手性作为自然的基本方面提供了一个新的视角。
2018-10-24 physics.atm-clus physics.atom-ph physics.chem-ph
Probing chirality fluctuations in molecules by nonlinear optical spectroscopy
由几何涨落引起的对称性破缺可以使原本被禁止的过程成为可能。一个例子是偶极矩彼此垂直的二萘嵌苯双酰亚胺二联体。由于偶极耦合消失，因此在平衡几何结构下禁止了Förster型能量转移。然而，波动的几何排列已被证明诱导有限的能量转移，取决于偶极方差，而不是平均值。我们证明了一个类似的效果与手性对称性破缺。在其平衡几何构型中，该二聚体是非手性的。依赖于平均几何形状的线性手性响应因此消失。然而，我们表明，某些二维手性光信号是有限的，由于几何波动。此外，这些波动的相关时间可以通过2D信号的等待时间依赖性来实验性地揭示。
2014-12-03 physics.chem-ph
Coupling Dichroism in Strong-Coupled Chiral Molecule-Plasmon Nanoparticle System
本研究使用RT-TDDFT方法模拟L/D-苯基氨基醇分子与手性铝簇的强耦合系统，揭示了分子与团簇手性对极化激元模式、耦合因子及衰减率的调制作用，为原子尺度手性传感器设计提供依据。
2025-01-31 cond-mat.mes-hall physics.chem-ph physics.optics
First-Principles Analysis of Chirality-Induced Spin Selectivity at Molecule-Metal Interfaces in Photoemission
Wayne State University（韦恩州立大学）
本文基于第一性原理理论，研究分子-金属界面手性诱导自旋选择性现象，通过密度泛函理论计算不同分子在金属表面的自旋极化特性，揭示界面电子结构对自旋选择性的影响。
2026-07-24 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
A Relationship between the Molecular Parity-Violation Energy and the Electronic Chirality Measure
National Northeastern University of Argentina（阿根廷国立东北大学）
研究揭示了分子宇称破缺能量与电子手性度量之间的正相关关系，表明弱相互作用可能在生命手性形成中起作用。
2026-03-02 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Light-Induced Persistent Electronic Chirality in Achiral Molecules Probed with Time-Resolved Electronic Circular Dichroism Spectroscopy
本文提出用单个单色圆偏振激光脉冲在取向非手性分子中产生持久电子手性电流，并通过从头算理论与 TR-ECD 可观测磁偶极矩，揭示手性谐波振荡及阿秒控制潜力。
2025-07-23 physics.chem-ph
Molecular chirality quantification: Tools and benchmarks
本文通过玩具分子系统比较两种先进手性量化方法（CCM和手性特征$χ$）的性能，发现CCM更适用于任意分子或抽象结构的手性评估，并提供代码链接作为相关研究资源。
2024-11-27 cond-mat.soft physics.chem-ph
Chiral Vibrational Modes in Small Molecules
本研究将连续手性测度与动量伪标量方法应用于非螺旋小分子，量化了其简正振动模式的手性，并发现模式手性与底层分子结构手性存在相关性，且不同频率范围的模式表现出不同的手性倾向行为。
2025-03-04 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Real-time probing of chirality during a chemical reaction
手性分子与其他手性物体的相互作用和反应不同，这取决于它们的手性。因此，理解并最终控制化学反应过程中分子手性的演变是至关重要的。虽然已经开发了用于手性分子的受控合成的高度复杂的技术，但是在化学反应的自然飞秒时间尺度上观察手性迄今为止仍然无法达到孤立分子。在这里，我们展示了一个通用的实验技术，在定制的激光场的高次谐波产生的基础上，并将其应用于探测2-碘丁烷的光解过程中的分子手性的时间演变。这些测量结果表明，在第一个100 fs的手性响应的幅度的变化和显着增加，其次是它的衰减在不到500 fs，揭示了非手性产物的光解离。所观察到的时间演化解释的变化的电和磁的过渡偶极矩之间的最低电子状态的阳离子作为反应坐标的函数。这些结果为研究分子反应途径中的手性、化学过程中的光诱导手性以及通过定制激光脉冲控制分子手性开辟了道路。
2019-10-27 physics.chem-ph
Molecular-Induced Chirality Transfer to Plasmonic Lattice Modes
该研究通过胶体自组装制备金纳米颗粒阵列并嵌入手性分子，证明分子手性可转移至等离子体晶格模式，实现可调的手性控制，并借助数值模拟与半解析模型加以验证。
2023-05-11 physics.chem-ph physics.optics
Life's Chirality From Prebiotic Environments
生物分子同手性的起源是生命研究中的一个关键问题：地球上几乎每一种生命形式都只有左旋氨基酸和右旋糖。如果在其他地方发现生命，同样的手性会更受欢迎吗？我们回顾了一些相关的文献，并讨论了最近的结果表明，生命的同手性导致连续的手征对称性破缺的环境事件。在一种情况下，自催化益生元反应由于环境干扰而经历随机波动。另一方面，手性选择性聚合反应速率受环境影响导致大量的手性过量，即使在没有自催化的情况下。将这些论点应用于其他潜在的生命承载平台对寻找外星生命有影响：我们预测，统计上具有代表性的外星立体化学样本平均将是外消旋的（手性中性）。
2012-03-02 astro-ph.EP physics.chem-ph q-bio.BM
Molecular Chirality and Chiral Parameters
讨论了与手征性有关的对称性的基本问题，并将其应用于与液晶有关的简单情况。我们表明，任何手征措施的几何对象是一个赝标量（不变下适当的旋转，但不正确的旋转下改变符号），必须涉及三点相关性，只有发挥作用时，分子至少有四个原子。一般来说，分子的特征在于手性参数的无限集合。我们说明了这样一个事实，这些参数可以有不同的符号，可以消失在不同的点作为一个分子是连续变形成它的镜像。由此可以得出结论，手性不是一个绝对的概念，而是取决于所观察到的属性。在一个简化的经典相互作用模型，我们确定的手性参数的组成分子，它决定了胆固醇的宏观间距。
1999-06-04 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.atm-clus
Enantiospecificity in NMR Enabled by Chirality-Induced Spin Selectivity
本文通过有效自旋哈密顿量与氨基酸 DFT 计算解释固态 NMR 的对映特异性响应，证明 J 耦合依赖对映异构体，使 NMR 可用于无外部试剂的手性判别。
2024-07-02 cond-mat.soft physics.bio-ph physics.chem-ph
Quantum mechanical considerations on algebraic structure of central molecular chirality
本文在量子力学框架下讨论了由Fischer投影导出的四面体分子的手征代数。得到了一个量子手征代数，其算符作为旋转或反演，与系统的哈密顿量可换。结果表明，能量和手征性本征态通过海森堡关系严格相关，而手征性算符守恒宇称本征态。
2004-11-07 hep-th physics.chem-ph
Did bio-homochirality arise from spin-polarized electron?
生物同手性的起源是一个备受争议的话题。手征性和地球上生命的出现是一种对称性的破坏，可以与宇宙演化中的对称性破坏相比较。从不对称转移的角度来看，分子水平上的手性可能来源于亚原子水平上的电子自旋。因此，本文介绍和讨论了自旋诱导手性选择性（SICS）机制及其推广。由量子电动力学（QED）导出的应力或自旋矩可能是不对称性转移和分子手性形成的驱动力。最近的一些实验结果似乎支持SICS猜想。如果自旋极化电子（SPEs）确实导致生命具有手性选择性，那么磁性半金属材料，如硫铁矿（Fe3S4），一种存在于生命可能出现的原始位置的矿物，可能会作为自旋过滤器产生SPEs，然后通过SICS机制诱导手性分子的不对称合成。所有这些尝试性的想法可能有助于解释同手性和生命如何在早期地球上出现。
2022-05-21 physics.bio-ph physics.chem-ph
Homochirality proliferation in space
为了更好地理解生物有机体系中的手性选择，提出了一个简单的具有分子扩散的化学反应晶格模型，并利用蒙特卡罗模拟对其进行了研究.除了非手性反应物A与手性产物R和S分子之间的简单随机转化过程之外，当A被一个以上的R（或S）分子包围时，通过提高从A到R（或S）的反应速率来引入非线性自催化。在这种非线性自催化作用下，R和S之间的手征对称性在稠密体系中被破缺。在一个化学惰性溶剂的稀溶液中，分子扩散完成手性选择，只要初始浓度高于临界值。
2004-05-14 physics.bio-ph physics.chem-ph
Chirality Induced Spin Coherence in Electron Transfer Reactions
近年来，人们对手性诱导的自旋选择性效应产生了很大的兴趣，从而在电极-分子电子转移过程中产生了依赖于分子手性的电子自旋极化。自然地，人们可能会考虑在简单的分子电荷转移反应中是否可以观察到类似的效应，例如在从电子供体到电子受体的光诱导电子转移中。本文利用Nakajima-Zwanzig理论研究了电子转移对手性单自由基和手性自由基对自旋的影响。在这些情况下，手征性与自旋轨道耦合结合，不会导致自旋极化，而是电子转移在自旋状态之间产生量子相干性。原则上，这种手征性诱导的自旋相干性可以体现在一系列的实验中，特别是我们证明了OOP-ESEEM脉冲EPR实验将能够检测到这种效果在定向自由基对。
2021-01-08 physics.chem-ph
Spin-current correlations in photoionization of chiral molecules
Max-Born-Institut（马克斯·伯恩研究所）；Humboldt University zu Berlin（柏林洪堡大学）；Technion - Israel Institute of Technology（以色列理工学院）；Imperial College London（伦敦帝国理工学院）；Freie Universität Berlin（柏林自由大学）；Technische Universität Berlin（柏林工业大学）
研究揭示手性分子光电离中自旋电流相关性，发现条件测量是手性诱导自旋选择性现象的根源，提出分子伪向量在自旋条件测量中的作用。
2026-07-21 physics.atm-clus physics.atom-ph physics.chem-ph
Chirality Selection in Open Flow Systems and in Polymerization
为了理解生命中有机分子的同手性，提出了一个化学反应模型，其中由非手性底物生成手性单体是由相同对映体类型的聚合物催化的。该系统必须是开放的，因为在封闭系统中，通过酶增强的手性单体生产被逆反应中的相关增强所补偿，并且手征对称性是保守的。无交叉抑制的开放流导致在一般模型中的手性选择。在聚合反应中，来自环境的底物的流入和用于催化剂生产以外的目的的手性产物的流出使得系统必然是开放的。发现当底物的注入量在有限区间内时，手征对称性被破坏。随着酶效率的提高，对映体过量的最大值接近1，从而手性选择变得完全。
2005-03-08 physics.bio-ph physics.chem-ph q-bio.PE
Chirality-Driven Magnetization Emerges from Relativistic Four-Current Dynamics
本研究提出含时相对论性四电流框架，模拟揭示螺旋烯中曲率诱导的螺旋电流产生手性依赖的自发磁场，为手性诱导自旋选择性提供自洽解释。
2025-09-11 cond-mat.mes-hall physics.app-ph physics.chem-ph
Difficulty in chirality recognition for Transformer architectures learning chemical structures from string
The University of Tokyo（东京大学）
本研究使用Transformer模型探究NLP模型对SMILES化学结构的学习机制，发现其学习整体结构和手性较慢且易误解对映体，为化学领域的NLP模型提供了新理解。
2024-01-14 cs.CL cs.LG physics.chem-ph
Spin-to-charge conversion modulated by chiral molecules
本研究通过理论分析揭示手性分子在金表面自组装调控逆自旋霍尔效应源于CISS效应，数值结果与实验高度一致，为理解手性-自旋相互作用提供新视角。
2025-09-04 physics.chem-ph
Dynamical simulation of chiral induced spin-polarization and magnetization
针对手性分子的手性诱导自旋选择性相关的自旋极化与磁化现象，本文提出动力学理论模型，阐明电荷极化与该效应的共同作用机制，解释三类实验结果并提供完整理论框架。
2025-09-04 physics.chem-ph
Chirality Selection Models in a Closed System
近年来首次发现了对映体过量放大的化学体系，受这些实验的启发，我们提出了几个封闭体系中的化学反应模型。这些反应包括手性分子的自催化生成及其分解过程。本文利用对映浓度相空间的流图研究了手征对称性破缺。在没有任何破坏过程的情况下，二次自催化导致ee的放大，但流被吸引到一个固定的线，这只是勉强稳定。破坏过程完全改变了吸引子的结构。在交叉抑制的情况下，线性自催化足以使手征对称性破缺并具有完全的同手性。在逆反应中，二次自催化是导致手征对称性破缺的必要条件。如果存在外消旋化过程，则最终ee不完全。
2004-08-24 physics.bio-ph physics.chem-ph q-bio.PE
Chirality-Induced Magnetization of Magnetite by an RNA Precursor
本文研究生命起源中手性均一性的成因，发现RNA前体对映纯RAO结晶可通过CISS效应诱导磁铁矿雪崩磁化，为手性分子与磁表面的协同反馈提供可能，助力解释手性均一性的出现。
2023-04-13 physics.chem-ph
Vacuum-Induced Symmetry Breaking of Chiral Enantiomer Formation in Chemical Reactions
本文提出利用宇称破缺材料附近的真空量子涨落诱导手性分子的光谱位移，使化学反应偏向生成单一手性，并通过具体计算和实验参数评估验证了该手性选择方法的可行性。
2023-11-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
A group-theoretic approach to the origin of chirality-induced spin selectivity in non-magnetic molecular junctions
本文利用点群对称性与散射输运理论推导分子结产生CISS的几何条件，揭示电极与整体结构手性的关键作用，并经DFT计算验证。
2023-02-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
