2025年1月23日，Science在线发表了马克斯·普朗克物质结构和动力学研究所A. Cavalleri课题组的研究论文，题目为「Photo-induced chirality in a nonchiral crystal」。
手性是一种普遍存在的对称形式，它与固体的物理性质以及分子体系的化学和生物活性密切相关。然而，在非手性材料中诱导手性是具有挑战性的，因为这需要同时打破所有的镜面和所有的旋转反演。
在此研究中，作者表明了太赫兹脉冲辐照可以诱导非手性压电材料磷酸硼（BPO₄）中的手性。两种正交简并振动模式中任一模式的共振激发决定了诱导手性序参数的符号。光诱导相的光学活性与原型手性α-石英的静态值相当。这项研究发现为控制复杂材料中的非平衡量子现象提供了新的前景。
将这种方法扩展到铁手性体系，可以实现非线性声子协议的超快转换。随后将应用于超快存储器件，以及由光驱动并与物质手性相连的更复杂的光电平台。更广泛地说，超快时间尺度上手性的出现，以及在相反手性之间转换的能力，为探索复杂物质非平衡物理学中的新现象提供了令人兴奋的机会，特别是在拓扑和关联体系中，手性起着重要作用。
图1 | 固体中的手性。
图2 | 反铁手性BPO₄的光诱导手性。
图3 | 光诱导手性态的理论计算。
图4 | 时间分辨偏振旋转测量。
图5 | 光诱导手性态的表征。
论文链接：
Zeng, Z., Först, M., Fechner, M. et al. Photo-induced chirality in a nonchiral crystal. Science, 2025, 387, 431–436.
https://doi.org/10.1126/science.adr4713
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