近日，中国科学技术大学杨金龙课题组的李星星副教授提出了一种直接通过门压控制单分子器件中传输电子自旋极化方向的通用方法。该方法的实现基于一类特殊的分子，称为双极磁性分子（Bipolar Magnetic Molecule,简称BMM），其最高占据分子轨道 (HOMO) 和最低未占据分子轨道 (LUMO)分别来自于两个不同的自旋通道。

基于第一性原理计算，作者利用过渡金属配合物分子中配体和配位模式的多样性和易调节性，通过系统性筛选成功设计出9个潜在的BMM分子，其中有些分子已被前期实验制备出来。进一步的电子和自旋输运性质模拟表明，利用改变门压极性调控单分子器件输运电子自旋方向的方法是完全可行的。该工作为实验上在单分子尺度实现高效自旋操控提供了一种潜在的策略，也是该课题组前期提出的双极磁性半导体（BMS）概念[请参考相关review：Fundamental Research 2022, https://doi.org/10.1016/j.fmre.2022.04.002; Natl. Sci. Rev. 2016, 3, 365]的进一步完善和发展。