有机半导体相比于传统的无机半导体具有诸多优势,如质量轻、柔性好、半透明、价格低、易制备等,它作为新一代电光材料具有非常广阔的应用前景。在过去的四十年来,人们对于有机半导体的内在物理机制展开了系统的研究,开发了有机发光二极管、有机太阳能电池、有机薄膜晶体管、有机激光器等光电器件。此外,人们注意到有机器件对磁场也有着敏感响应,并希望研制有机磁存储、有机自旋阀等磁器件。现如今,人们对有机半导体中载流子的电荷属性已经有了系统全面的认识,各类有机光电器件已经进入到人们的日常生活中,但有机磁器件的研究尚不成熟,有机自旋电子学仍有诸多问题亟待解决。为实现对载流子自旋属性的操控,人们对有机半导体中的电子自旋注入、输运和极化等现象展开了一系列研究。随着有机自旋电子学研究的深入,有机手性分子或手性纳米结构材料中独特的自旋极化现象引起了研究人员的广泛关注。早期对手性材料的研究大多集中在其光学性质上,如旋光性、圆二色性和偏振光致发光。如今众多实验表明,具有手性特征的材料中的载流子存在自旋极化现象,称其为手性诱导的自旋选择效应（CISS）。一方面,有机半导体中的电声耦合作用很强,使得载流子类型不再是电子和空穴,而是与晶格耦合在一起的极化子;另一方面,当偏振光激发形成激子时,光子角动量与电子角动量存在耦合相互作用,使得自旋极化的电子被选择性激发。本文将基于紧束缚近似下的SSH模型,引入分子螺旋构型引起的手性自旋轨道耦合,理论计算研究手性有机半导体激发铁磁性的物理机理。1、基态下电荷自发转移磁矩我们采用紧束缚近似下的SSH模型,通过引入螺旋结构引起的手性自旋轨道耦合,构建了手性有机分子D/A异质结体系,在理论上解释了有机半导体具有手性特征后磁矩增强的现象。我们发现,有机分子螺旋构型能够产生内建电场,进而产生手性自旋轨道耦合。单组分的给体和受体分子都是闭壳层结构,但当形成电荷转移复合物后,电子从给体转移到受体,由于给体和受体分子自旋极化不同,系统存在净磁矩。而给体聚合物链受到手性自旋轨道耦合的影响后,自旋极化会发生改变,进而改变系统的净磁矩。2、偏振光激发电荷转移磁矩在量子力学中,光波被视为是量子化的光子,而左旋和右旋圆偏振光在携带不同的自旋角动量。由于偏振光子与有机半导体中的电子发生耦合时需要满足角动量守恒,因此不同偏振态的光子激发的电子自旋不同。对于非手性有机半导体,由于海森堡自旋相互作用的影响,给体和受体的自旋极化始终是相反的,激发并转移的电子自旋极化取向并不影响系统净磁矩的大小。当有机半导体具有了手性特征后,由于时间反演对称性被打破,系统出现了手性诱导的自旋选择极化。由于给体分子的自旋极化主要取决于手性结构,而不同偏振光激发的电子会影响受体分子的自旋极化,因此系统净磁矩也会随光的偏振态而发生改变。