手性分子和电子自旋

电子的自旋对于物质的稳定性至关重要，对旋转的控制开辟了操纵分子和材料特性的途径。泡利不相容原理要求单个空间本征态中的两个电子具有相反的自旋，这一事实决定了原子态和化学键形成的基本特征。与相互作用的电子云相关的能量随着它们的相对自旋方向而变化，并且通过操纵自旋方向，可以引导化学变换。

然而，控制位于两种反应物(原子，分子或表面)上的电子的相对自旋取向已证明具有挑战性。基于手性诱导的自旋选择性(CISS)效应的最新发展表明，自旋取向与分子对称性相关，并且可以以先前未想象的方式控制。例如，手性分子和电子自旋的结合开辟了(enantio)选择性化学的新方法。

本评论描述了CISS效应背后的理论概念，并通过讨论其在化学，生物学和物理学中的一些表现来说明其重要性。具体而言，我们讨论了CISS效应如何在手性分子中实现有效的远程电子转移以及它如何影响生物识别过程。提出了该效果的若干应用，并且强调了控制多电子过程(例如电化学水分解)中的相对自旋取向的重要性。

我们描述了铁磁性底物和手性分子之间的对映特异性相互作用以及它如何使对映体与铁磁体分离。最后，我们讨论了CISS效应与生物电子转移，对映选择性和基于CISS的自旋电子学应用的相关性。