2次元キラルハイブリッド有機無機ペロブスカイトにおけるキラリティ誘起スピン選択性を介した光誘起磁性の光磁気検出

Magneto-Optical Detection of Photoinduced Magnetism via Chirality Induced Spin Selectivity in 2D Chiral Hybrid Organic-Inorganic Perovskites.

• Zhengjie Huang
• Brian P Bloom
• Xiaojuan Ni
• Zheni Nikolaeva Georgieva
• Melissa Marciesky
• Eric Vetter
• Feng Liu
• David H Waldeck
• Dali Sun

抄録

最近、キラル分子とメタルハライドペロブスカイト骨格の融合により、キラル系の興味深いファミリーが誕生しました：二次元キラルハイブリッド有機無機ペロブスカイト（キラル-HOIPs）。従来のHOIPの光起電力特性を持ちながら、このクラスの材料は、その有機配位子を介してキラリティーが付与されており、電荷輸送における電子スピンの縮退性が破られ、キラリティー誘起スピン選択性(CISS)効果が発現します。本研究では、キラル-HOIP/NiFeヘテロ構造をSagnac干渉計を用いた磁気光学的Kerr効果を用いて研究した。キラル-HOIPを照射すると、キラル-HOIP/NiFe界面のKerr信号が変化し、磁場に対する応答の線形依存性が観測された。傾きの符号はHOIPのキラリティに依存していることがわかった。この結果は、キラルな光スピントロニクス応用のためのキラルHOIP材料の有用性を示している。

The recent convergence of chiral molecules with metal halide perovskite frameworks gives rise to an interesting family of chiral systems: two-dimensional, chiral hybrid organic-inorganic perovskites (chiral-HOIPs). While possessing photovoltaic properties of traditional HOIPs, this class of materials is endowed with chirality through its organic ligands in which the degeneracy of the electron spin in charge transport is broken, i.e., the Chirality-Induced Spin Selectivity (CISS) effect manifests, making it a promising platform to bridge opto-spintronic studies and the CISS effect. In this work chiral-HOIP/NiFe heterostructures are studied by means of the magneto-optical Kerr effect using a Sagnac interferometer. Upon illumination of the chiral-HOIPs, the Kerr signal at the chiral-HOIP / NiFe interface changes and a linear dependence of the response on the magnetic field is observed. The sign of the slope was found to depend on the chirality of the HOIPs. The results demonstrate the utility of chiral-HOIP materials for chiral opto-spintronic applications.