日本原子力研究開發機構(JAEA)與東北大學合作,發現在晶體結構左右對稱的鈾化合物「URhSn」之中電子排列具有掌性的新型電子有序態。所謂的掌性指如同人的左右手一般,物體的鏡像無法與原物體重合的性質。過去一般認為,只有在物質結構本身左右不對稱的狀況下,才會產生掌性。JAEA提出了「純電子掌性」的概念,也就是雖然晶體結構本身左右對稱,但其電子排列卻左右不對稱的狀態,並且持續尋找可能具有此種性質的候選物質。本次研究鎖定由鈾(U)、銠(Rh)以及錫(Sn)所組成的化合物「URhSn」,利用核磁共振(NMR)法分析其單晶試樣。
URhSn的晶體結構本身不具有掌性,但在溫度降低至-219℃以下後,鈾原子周圍的電子分布會產生方向性。研究團隊發現,其電子分布在整體排列上會形成具有左右不對稱掌性的新型電子狀態「掌性反強四極有序態」。本次研究發現的掌性源自電子,僅涉及電子的響應,因此或可利用於高速功能之控制。研究團隊未來將致力於建立利用光、電流與磁場控制電子掌性的方法,並且尋找具有相同性質的無鈾材料。