日本团队在铀化合物中发现“电子手性”新有序态

日本原子能机构和东北大学7月28日宣布，研究团队在铀化合物URhSn中发现一种新的电子有序态，首次在实际材料中证实：即便晶体结构本身不具备手性，材料内部电子的排列也可能自发形成“右旋/左旋”特征。

手性通常指物体与其镜像不能完全重合的性质，例如左右手、螺丝旋向和DNA螺旋结构。过去，材料手性一般被认为来自原子排列的不对称性。该研究则表明，手性也可以由电子分布的有序排列产生。

研究团队以由铀、铑、锡组成的URhSn单晶样品为对象，采用核磁共振(NMR)方法详细分析其电子态。结果显示，该材料在低于-219℃(54 K)的低温条件下，铀原子周围的电子分布出现方向性，整体排列呈现手性特征，即“手性反铁四极有序”。

研究人员表示，与需要原子运动才能切换“左右手”特性的结构手性不同，电子衍生手性主要依赖电子响应，理论上更有利于通过光、电流或磁场实现高速功能控制。这一发现有望为新型光学功能材料、自旋电子材料以及下一代量子功能材料研究提供新的方向。

该成果已于2026年7月20日在线发表，并被选为编辑推荐论文。研究团队还表示，后续将继续探索控制电子手性的方法，并寻找无铀材料中是否存在类似性质。