性分子(即那些具有自身镜像的分子)对晶体管和太阳能设备具有重大益处。然而，由于研究方法有限，详细研究其特性一直很困难。

现在，研究人员开发出新方法来更全面地描述固态手性材料的特性，并表征了新兴半导体的重要光学特性。这项研究的结果发表在《自然通讯》上。

在化学与环境工程助理教授郭培军和机械工程与材料科学助理教授邱黛安娜的带领下，研究人员采用一种被称为二维 (2D) 手性钙钛矿的材料来研究其最本征单晶形式的手性光学特性。

郭解释说，手性分子本身都有“左手和右手”两种形式，因此不能相互叠加。“这些材料具有不同的光学特性，左手版本对光的响应与右手版本不同。”

计算机、手机或笔记本电脑等设备都基于场效应晶体管——基本上是用硅制成的小型设备，可以控制电子的流动。“但问题是，你必须物理地移动电子，这会消耗能量——比你不必移动电子要消耗更多能量。”

然而，像二维手性钙钛矿这样的半导体是一种颇具吸引力的材料系统，因为它们可用于制造新型晶体管，用于计算机和其他低能耗的电子设备。这些材料的另一个有趣的特性包括所谓的体光伏效应，这使它们成为将阳光转化为电能的潜在候选材料。

郭说，要完全理解这些特性一直很困难，因为研究人员以前使用市售的光学测量装置来观察质量较低的样品。也就是说，如果你制造出一个完美的硅单晶，很难测量它的手性特性，因为商用系统不兼容。

因此，郭丘研究小组开发了实验技术，以测量他们以单晶形式制成的极高质量手性材料中的单晶硅的手性特性，并开发了新的理论工具来计算测量的特性并帮助解释实验。邱指出，他们的理论计算表明，测量的手性特性是一种量子力学效应。