手性是物质的一个基本特征，影响着多种生物、化学和物理过程。例如，手性固体通过与手性分子和偏振光的独特相互作用，在催化、传感和光学设备等领域展现出吸引人的可能性。然而，这些特征最初是在材料生长过程中建立的；具体来说，左旋和右旋对映体在不经过熔化和重结晶的情况下是不能互换的。
手性是物质的一个基本特征，影响着多种生物、化学和物理过程。例如，手性固体通过与手性分子和偏振光的独特相互作用，在催化、传感和光学设备等领域展现出吸引人的可能性。然而，这些特征最初是在材料生长过程中建立的；具体来说，左旋和右旋对映体在不经过熔化和重结晶的情况下是不能互换的。
来自马普物质结构与动态研究所（MPSD）和牛津大学的研究人员发现，太赫兹光可以在非手性晶体中产生手性，使得左旋或右旋对映体可随指令形成。这一发现发表在科学期刊上，展现了研究复杂材料中新非平衡行为的激动人心的机会。
手性是指物体无法通过任何旋转或移动的组合与其镜像相匹配，类似于左右手的不同。在手性晶体中，原子的排列导致特定的“手性”，显著影响其光学和电学特性。
来自汉堡和牛津的研究小组专注于一类称为反铁手性的非手性晶体，这些晶体类似于反铁磁材料，其中磁矩以错位的方式排列，使得没有净磁化。一个反铁手性晶体在单位晶胞内含有相等的左旋和右旋亚结构，使其整体上具有非手性。
由安德烈亚·卡瓦列里（Andrea Cavalleri）引导的研究团队，利用太赫兹光打破这种非手性材料硼酸磷（BPO4）中的平衡，从而在超快时间尺度上创造可触及的手性。“我们使用一种称为非线性声学的过程，”这项研究的主要作者曾志扬（Zhiyang Zeng）解释道。“通过在太赫兹频率下激活特定的振动模式，改变材料中其他模式的晶格路径，我们建立了一种持续几皮秒的手性状态，”他继续说。“值得注意的是，通过将太赫兹光的偏振改变90度，我们能够选择性地诱导出左旋或右旋手性结构，”合著者迈克尔·福斯特（Michael Först）补充道。
“这一突破为在原子水平上动态控制物质开辟了新途径，”MPSD研究小组负责人安德烈亚·卡瓦列里评论道。“我们渴望探索这项技术的潜在应用，以及它如何促进独特功能的创造。在非手性材料中创造手性的能力可能为超快存储设备和先进光电系统的进步铺平道路。”
本研究得到了德意志研究协会的资助，属于“CUI：物质的先进成像”卓越集群。MPSD也是自由电子激光科学中心（CFEL）的一部分，这是与DESY和汉堡大学的合作项目。
