Des expériences montrent que ce sont les molécules, et non les substrats, qui sont principalement responsables de la sélectivité de spin induite par la chiralité.

Une équipe de chimistes de l’Université Northwestern, travaillant avec deux collègues de l’Università di Parma, rapporte que l’effet de sélectivité de spin induit par la chiralité (CISS) est provoqué par les molécules impliquées, et non par un substrat, lorsque le spin quantique est transmis par un électron. à un autre en se déplaçant dans un matériau.

Dans leur article publié dans la revue Science, le groupe décrit ses expériences et les utilisations possibles des résultats. Joseph Subotnik, professeur de chimie à l’Université de Pennsylvanie, a publié un article Perspective dans le même numéro de revue décrivant le travail effectué par l’équipe dans ce cadre.

Comme le note Subotnik, la connaissance de la manière dont les électrons se frayent un chemin à travers les molécules et des moyens par lesquels ils transportent de l’énergie avec eux joue un rôle essentiel dans le développement et la fabrication de nombreux types de technologies modernes, des diodes électroluminescentes aux cellules photovoltaïques. Dans le cadre de cet effort, les scientifiques ont découvert ce que l’on appelle désormais l’effet CISS, dans lequel le caractère gauche ou droitier d’une molécule peut affecter la façon dont les électrons de spins différents se déplacent à travers un matériau.

Les recherches antérieures visant à observer l’effet CISS en action ont toutes impliqué l’utilisation d’un substrat, ce qui suggère qu’il en faut un pour que l’effet se produise. Dans ce nouvel effort, les chercheurs ont trouvé un moyen d’observer l’effet CISS dans des molécules isolées, prouvant que ce sont les molécules qui sont responsables du phénomène.

Pour observer l’effet de manière isolée, l’équipe a commencé par créer des molécules composées de trois parties principales : un donneur d’électrons, un pont et un accepteur d’électrons. Ils ont ensuite fait pousser des cristaux fabriqués à partir de molécules et les ont alignés à l’aide d’un champ magnétique, puis les ont gelés sur place. Dans une telle configuration, il était possible pour les chercheurs de modifier la chiralité des cristaux en faisant tourner l’appareil qui les tenait.

Pour observer l’effet CISS, l’équipe a tiré un laser sur la molécule donneuse, forçant la libération d’un électron qui a traversé un pont et a rejoint la molécule réceptrice. L’équipe a surveillé le voyage à l’aide de la spectroscopie de résonance paramagnétique électronique. Les mesures ont montré que le spin de l’électron en déplacement était affecté par la chiralité de la molécule pont. Cela prouvait qu’un substrat n’était pas nécessaire.

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