Unified light-matter metric of molecular and nanophotonic chirality
University of Washington（华盛顿大学）
本文提出一种源自耦合电磁与材料方程的复值赝标量手性度量，用于统一表征分子与纳米光子结构中的激发手性，包括对映体态。
2026-09-18 physics.chem-ph physics.optics
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
Stark Field Modulated Microwave Detection of Molecular Chirality
Patterson，Schnell，\& Doyle，{ \it Nature} { \bf 497}，475（2013）介绍了一种微波实验，当手性分子在斯塔克场的存在下被共振激发时，该实验产生垂直偏振的分子发射，然后在观察到发射之前，斯塔克场被磁性地关闭。对于两种立体对映异构体，信号的符号相反，因此信号的大小给出样品的对映异构体过量。本文详细介绍了这背后的理论，并提供了表达式的绝对计算的预期信号强度为不同的过渡。
2015-01-30 physics.atom-ph physics.chem-ph
Enhancement of the molecular electron chirality by electronic excitation
本研究验证了电子激发可增强H₂Te₂和H₂Se₂的分子电子手性（MEC），检验了最高占据分子轨道贡献主导的解释对MEC的适用性，指出MEC源于不同原子轨道的叠加混合而非原子贡献的简单加和。
2024-10-29 physics.atm-clus physics.chem-ph
Phonon chirality as an additive control of CISS: a symmetry-protected law
Westlake University（西湖大学）；Bar-Ilan University（巴伊兰大学）；Westlake Institute for Advanced Study（西湖高等研究院）
本研究通过螺旋紧束缚模型和表面跳跃计算，揭示声子手性可线性叠加于分子手性，以增强、抵消或反转CISS信号，并由镜像对称性保护。
2026-09-21 physics.chem-ph
Heavier chalcogenofenchones for fundamental gas-phase studies of molecular chirality
本文合成并表征更重硫族葑酮衍生物，结合气相光谱与密度泛函理论计算，提出其作为研究核电荷依赖手性性质的基准体系。
2025-06-11 physics.chem-ph
Photoinduced molecular chirality probed by ultrafast resonant X-ray spectroscopy
最近发展的圆偏振X射线光源可以通过空间局域共振核跃迁探测超快手征电子和核动力学。我们提出了模拟的时间分辨圆二色性（TRCD）信号的左，右圆偏振X射线探针传输的差异，然后由具有可变时间延迟的圆偏振光泵浦激发。甲酰胺在基态是非手性的，在光激发到第一价激发态时呈现两种手性几何构型。与各种K-边缘（C、N和0）共振的探针提供了不同的局部窗口到宇称破缺几何形状变化，从而揭示对映体不对称性。
2016-12-20 physics.chem-ph
E(3)-equivariant models cannot learn chirality: Field-based molecular generation
Department of Computer Science, Aalto University（阿尔托大学计算机科学系）；YaiYai Ltd（YaiYai有限公司）
针对E(3)等变模型无法学习决定药物安全性和效力的手性问题，提出基于场的分子表示及参考旋转方法，该模型可捕捉手性且在标准基准上性能与E(3)基方法相当。
2025-04-18 cs.LG physics.chem-ph q-bio.BM
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
Molecular chirality and the orbital angular momentum of light
具有一种新的和独特类型的螺旋度的光束已经成为最近非常感兴趣的主题。虽然圆偏振光包括具有自旋角动量的光子，但这些光学工程“扭曲光束”（光学涡旋）被赋予轨道角动量。在这里，电磁场的波阵面呈螺旋形.到目前为止，光学涡旋一般只研究了它们与非手性物质的相互作用。这项研究评估了什么样的新功能，如果有的话，可以预期当这样的光束被用来询问手性系统。
2003-05-01 physics.chem-ph physics.optics
Molecular chirality and its monitoring by ultrafast X-ray pulses
X射线源的重大进展，包括圆偏振和轨道角动量脉冲的发展，使人们有可能探测物质的手性在前所未有的能量制度和埃和飞秒时空分辨率。本文综述了利用桌面X射线源或大规模（XFEL，同步加速器）设备在X射线波段进行的稳态和时间分辨非线性手征测量的理论。调查了各种可能的信号及其信息内容。
2022-09-19 physics.chem-ph physics.optics
Probing molecular chirality via laser-induced electronic fluxes
手性在自然界中普遍存在，在科学中具有根本的重要性。目前的工作重点是了解所需的条件，修改超快电子运动过程中的手性，使对映异构体的平衡。利用不同类型的超短线偏振激光脉冲激发S-和R-环氧丙烷的基态电子态的少量低激发态，驱动超快电荷迁移过程。手性电子动力学的控制是通过选择不同方向的线性极化脉冲。我们发现，手性打破电场是唯一可能的定向分子，和电荷迁移保持手性时，该领域的极化位于定义的镜像平面的对映异构体对，或者当它是严格垂直于它。最终，在外部电场中的镜像对称的存在或不存在的对映异构体对决定了电荷迁移过程的手性性质。
2019-09-24 physics.atom-ph physics.chem-ph physics.optics
Antisymmetric Couplings Enable Direct Observation of Chirality in Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy
在这里，我们证明了一个长期的核自旋哈密顿量，反对称\textit{J}耦合，从根本上连接到分子的手征性。我们提出并模拟了一个核磁共振（NMR）实验来观察这种相互作用，并区分对映异构体，而无需添加任何额外的手性试剂的样品。在存在分子取向的情况下，可以通过外部电场观察到反对称的\textit{J}耦合。反对称耦合张量和分子电偶极矩的相反宇称产生对映体之间观察到的耦合的符号变化。我们展示了这种符号变化如何影响NMR光谱的相位，并可用于区分对映异构体。
2016-09-01 physics.chem-ph quant-ph
Detecting chirality in molecules by linearly polarized laser fields
提出了一种利用一对线偏振互偏超短脉冲激光区分手性分子对映体的新方案。该技术依赖于这样一个事实，即两个对映体的非对角各向异性贡献的电极化张量具有不同的符号。利用这一性质，我们能够激发两个对映体的相干单向旋转与π相位差的分子电偶极矩。该方法是强大的，适用于相对较高的温度下的分子样品，使其适用于选择性手性分析的混合物，并与对映异构体之间的低障碍的手性分子。作为一个例子，我们提出了纳秒激光驱动的四原子非刚性手性分子的短寿命的手征动力学。所提出的技术的超快时间尺度是非常适合于研究宇称破坏的分子系统在短寿命的手征状态。
2016-02-29 physics.chem-ph
Gauge symmetry, chirality and parity violation in four-particle systems: Coulomb's law as a universal molecular function
根据最近的工作，在寻找一个通用的功能（范Hooydonk，欧洲J Inorg化学，1999年，1617），我们测试对称电位再现分子势能曲线（PEC）。对于一个键，一个四粒子系统，电荷反转是一般解释这种形状的关键。一个宇称适应的哈密顿量从十项减少到两项。分析微扰库仑函数尺度吸引和排斥分支的13 PEC（HH，HF，LiH，KH，AuH，LiLi，LiF，KLi，NaCs，RbRb，RbCs，CsCs和II）在一条直线。以0.3%（0.007埃）的偏差再现转向点。在排斥侧，偏差为0.2%（0.003埃）。从头算零分子参数函数给出可接受质量的PEC，仅使用原子电离能。该函数可用作反演能级的模型势。这个理论可以用飞秒化学来检验。在不久的将来，氢和反氢之间的反应是可行的，可能会产生正常的HH。
2000-01-25 physics.chem-ph physics.gen-ph
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
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
Chiral vibrational modes and vibrational circular dichroism
University of Pennsylvania（宾夕法尼亚大学）；Universitat de Barcelona（巴塞罗那大学）；Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）；Tel Aviv University（特拉维夫大学）
研究分子振动手性，引入原子间螺旋度赝标量作为补充度量，与固定部分电荷近似下的振动圆二色性强度相关，对扭曲乙烷模型等小分子效果良好，支持基于响应的度量表征振动手性，指出基于固定部分电荷的估计对实际分子振动圆二色性响应预测较差。
2026-11-02 physics.chem-ph physics.comp-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
Continuous Local Symmetry: Connection to Reactivity and Recognition
Southern Methodist University（南方卫理公会大学）
本文提出理论框架量化分子环境中局部对称性和手性连续度，揭示局部对称性与分子稳定性、手性行为及Diels-Alder反应性之间的强相关性。
2026-03-19 physics.chem-ph
Hard X-ray helical dichroism of disordered molecular media
手性是缺乏镜像对称性的分子的结构性质，其在从生命到材料科学的各种领域中具有强烈的含义。对手性敏感的已建立的光谱方法，例如圆二色性（CD），在非手性背景上表现出弱的信号贡献。螺旋二向色性（HD）是基于光的轨道角动量（OAM）的，它提供了一种新的方法来探测分子的手性，但它从来没有被证明在无序样品。此外，在光学领域中，挑战在于需要将光子的OAM转移到定位在1/4大小轨道上的电子。在这里，我们使用具有螺旋菲涅尔区的硬X射线克服了这一挑战，这可以引起OAM。本文报道了在7.1keV铁K边（7.1keV）上用OAM束对[Fe（4，4 '-diMebpy）_3]~（2+）的对映体纯分子配合物的无序粉末样品的首次HD谱。HD光谱表现出预期的反转符号切换从左到右螺旋波阵面或从对映异构体的其他。对于拓扑荷为1和3的OAM光束，HD谱的不对称率在1%到5%之间。这些结果为研究分子的手性及其与光的轨道角动量的相互作用打开了一扇新的窗口。
2022-04-14 physics.chem-ph physics.optics
The origin of chirality induced spin selectivity in photo-induced electron transfer
在这里，我们提出了一种机制，通过这种机制，可以动态地产生自旋极化的手性分子系统进行光诱导电子转移。所提出的机制解释了如何自旋极化出现在系统中的电荷传输是由非相干跳跃，介导的自旋轨道和电子交换耦合通过一个中间的电荷转移状态。我们推导出一个简单的自旋极化的表达式，预测与最近的实验一致的非单调的温度依赖性。我们使用近似的量子主方程和数值精确的分层运动方程来验证这个理论。所提出的手性诱导自旋选择性的机制应该适用于许多手性系统，这里提出的想法对生物学相关温度下自旋输运的研究具有影响，并为波动环境中自旋的分子控制提供了简单的原理。
2021-06-11 cond-mat.mes-hall physics.chem-ph quant-ph
Effect of molecular rotation on enantioseparation
最近，已经提出了几种激光方案，通过将分子束分裂成由确定手性分子组成的子束来分离对映体的外消旋混合物[Y。Li，C。Bruder和C. P. Sun，Phys. Rev. Lett. 99，130403（2007）; X. Li和M. Shapiro，J.Chem.Phys.132，194315（2010）]。这些想法依赖于激光诱导的有效规范势在绝热基础上，导致手征依赖力的质心。然而，在这些研究中，分子旋转的影响被忽略了。考虑到全分子量子态，我们发现，从绝热修饰态方法的潜力，不能恢复一旦包括分子取向动力学，即使在旋转基态。这实质上影响了在上述装置中进行对映体分离的能力。
2012-03-26 physics.chem-ph quant-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
Spiralling molecular structures and chiral selectivity in model membranes
针对模型膜致密脂质结构域的面内分子取向细节不明问题，采用相位分辨和频产生显微镜技术解析混合手性磷脂单层膜的三维分子结构，发现其呈螺旋介观堆积且结构域生长具强对映选择性，可为同手性演化及对映选择性药物设计提供启示。
2023-12-08 cond-mat.soft physics.bio-ph physics.chem-ph
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
Femtosecond photoelectron circular dichroism of chemical reactions
了解分子反应途径的手性对于广泛的基础科学和应用科学至关重要。然而，目前在化学反应的时间尺度上探测手性的能力仍然非常有限。在这里，我们展示了时间分辨光电子圆二色性（TRPECD）与超短圆偏振真空紫外（VUV）脉冲从桌面源。我们证明了VUV-TRPECD的能力，通过解决在时间上的手性变化的原子碘从两个手性分子的光解过程中。我们确定了几个一般的关键功能TRPECD，其中包括探测动力学手性沿完整的光化学反应路径的能力，灵敏度不断变化的散射电位的本地手性，和电子散射解离photorfragments的影响。我们的研究结果进行了解释与新的高层次从头计算的瞬态PECDs从分子光电离计算的比较。我们的实验和理论技术定义了一个一般的方法，飞秒手性。
2022-06-10 physics.atom-ph physics.chem-ph physics.optics
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
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
Geometrical Eigen-subspace Framework Based Molecular Conformation Representation for Efficient Structure Recognition and Comparison
我们发展了一种扩展的距离矩阵方法，通过光谱分解来研究分子的几何构型。结果表明，所有原子在本征空间中的位置可以精确地指定其本征坐标，而在我们的方法中采用的细化原子本征子空间投影阵列被证明是一个称职的结构比较不变量。此外，还导出了一个直观的本征子空间投影函数（EPF），用于自然地描述原子周围的构型。一组完整的原子EPF构成了分子构象的内在表征，据此可以合理地定义本征空间中原子间EPF距离和分子间EPF距离。通过几个实例说明，分子间EPF距离在结构识别和比较中显示出了其独特的合理性和有效性。
2017-02-17 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Detecting multiple chirality centers in chiral molecules with high harmonic generation
表征手性对于制药工业中的应用以及动态化学和生物系统的研究非常重要。然而，这项任务仍然具有挑战性，特别是由于药物和活性化合物的分子结构的复杂性和大小不断增加。特别地，具有许多活性手性中心的大分子如今是普遍存在的，但由于其大量的立体异构体而仍然难以进行结构分析。在这里，我们从理论上探讨了高次谐波产生（HHG）的灵敏度与不同数量的活性手性中心的分子的手性。我们发现双色非共线激光驱动的高次谐波是一种灵敏的手性分子立体构型探针。我们首先表明，通过计算（从基准手性分子与多达三个手性中心），HHG光谱是印有信息的手性中心在驱动分子。接下来，我们展示了使用经典和基于深度学习的重建算法，可以通过单次HHG测量以高保真度重建未知立体异构体混合物的组成。我们的工作说明了非线性光学和机器学习的结合如何为手性系统中的超灵敏传感开辟道路。
2021-10-11 physics.chem-ph physics.optics
Phonon-Mediated Chirality Transfer from Organic Cation to Inorganic lattice in Hybrid Perovskites
Lund University（隆德大学）；Indian Institute of Technology Kharagpur（印度理工学院卡拉格普尔分校）；Uppsala University（乌普萨拉大学）
研究揭示了有机阳离子通过声子介导与无机晶格耦合，实现手性传递的机制，为理解混合材料中的手性响应提供了新途径。
2026-08-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Origin of Chirality in the Molecules of Life
分子手性是生物学和细胞化学所固有的。在这份报告中，对映体的选择性的起源进行了分析，从“RNA世界”模型的观点，基于自催化自我复制的甘油醛作为单糖的前体，特别是核糖，促进了formose反应。甲醛和乙醇醛的自催化偶联产生甘油醛，甘油醛含有在核糖环形成中携带的手性碳中心。宇称非守恒弱相互作用是自然界中唯一的固有手性性质，并且在本文中显示出足以区分在地质相关时间尺度上进行的自催化反应中的两种对映体形式，但仅在催化金属离子如二价钙或更高Z碱土元素存在下。这项工作详细计算了影响的大小，各种地质可用的金属离子的影响，以及对生命分子中手性演变和主导地位的影响。
2021-10-23 astro-ph.GA physics.bio-ph physics.chem-ph
