Enantio-discrimination and spin-dependent electrochemistry (SDE), as a manifestation of the chirality-induced spin selectivity (CISS) effect, are important phenomena that can be probed by “chiral” electrochemistry. Here, we prepared chiralized surfaces of gold and nickel, to serve as working electrodes, through effective chemisorption of enantiopure dimethyl-bis(ethylenedithio)-tetrathiafulvalene (DM-BEDT-TTF) 1, tetramethyl-bis(ethylenedithio)-tetrathiafulvalene (TM-BEDT-TTF) 2, and their capped silver nanoparticle (AgNPs) aggregate by simple incubation of the metallic substrates. The effective chemisorption was checked by means of ultrahigh vacuum x-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and by electro-desorption experiments, i.e., cyclic voltammetry (CV) scans showing a first electro-desorption peak at about −1.0 V. The Au|1 and Au|2 chiral electrodes were successfully used in CV experiments exploiting chiral redox probes. Finally, the hybrid interfaces Ni|enantiopure 1 or 2|AgNPs served as working electrodes in SDE experiments. In particular, the hybrid chiral interfaces Ni|(R)-2|AgNPs and Ni|(S)-2|AgNPs exhibited a significant spin-filtering ability, as a manifestation of the CISS effect, with average spin polarization values of 15%.

1.
R.
Naaman
,
Y.
Paltiel
, and
D. H.
Waldeck
,
Nat. Rev. Chem
3
,
250
260
(
2019
).
2.
K.
Michaeli
,
N.
Kantor-Uriel
,
R.
Naaman
, and
D. H.
Waldeck
,
Chem. Soc. Rev.
45
,
6478
6487
(
2016
).
3.
R.
Naaman
,
Y.
Paltiel
, and
D. H.
Waldeck
,
J. Phys. Chem. Lett.
11
,
3660
3666
(
2020
).
4.
A.
Chiesa
,
A.
Privitera
,
E.
Macaluso
,
M.
Mannini
,
R.
Bittl
,
R.
Naaman
,
M. R.
Wasielewski
,
R.
Sessoli
, and
S.
Carretta
,
Adv. Mater.
35
,
2300472
(
2023
).
5.
T. S.
Metzger
,
S.
Mishra
,
B. P.
Bloom
,
N.
Goren
,
A.
Neubauer
,
G.
Shmul
,
J.
Wei
,
S.
Yochelis
,
F.
Tassinari
,
C.
Fontanesi
,
D. H.
Waldeck
,
Y.
Paltiel
, and
R.
Naaman
,
Angew. Chem., Int. Ed.
59
,
1653
1658
(
2020
).
6.
K.
Banerjee-Ghosh
,
O.
Ben Dor
,
F.
Tassinari
,
E.
Capua
,
S.
Yochelis
,
A.
Capua
,
S.-H.
Yang
,
S. S. P.
Parkin
,
S.
Sarkar
,
L.
Kronik
,
L. T.
Baczewski
,
R.
Naaman
, and
Y.
Paltiel
,
Science
360
,
1331
1334
(
2018
).
7.
W.
Mtangi
,
V.
Kiran
,
C.
Fontanesi
, and
R.
Naaman
,
J. Phys. Chem. Lett.
6
,
4916
4922
(
2015
).
8.
W.
Zhang
,
K.
Banerjee-Ghosh
,
F.
Tassinari
, and
R.
Naaman
,
ACS Energy Lett.
3
,
2308
2313
(
2018
).
9.
Y.
Liang
,
K.
Banjac
,
K.
Martin
,
N.
Zigon
,
S.
Lee
,
N.
Vanthuyne
,
F. A.
Garcés-Pineda
,
J. R.
Galán-Mascarós
,
X.
Hu
,
N.
Avarvari
, and
M.
Lingenfelder
,
Nat. Commun.
13
,
3356
(
2022
).
10.
B.
Göhler
,
V.
Hamelbeck
,
T. Z.
Markus
,
M.
Kettner
,
G. F.
Hanne
,
Z.
Vager
,
R.
Naaman
, and
H.
Zacharias
,
Science
331
,
894
897
(
2011
).
11.
R.
Naaman
,
Y.
Paltiel
, and
D. H.
Waldeck
,
Acc. Chem. Res.
53
,
2659
2667
(
2020
).
12.
H.
Lu
,
Z. V.
Vardeny
, and
M. C.
Beard
,
Nat. Rev. Chem
6
,
470
485
(
2022
).
13.
R.
Nakajima
,
D.
Hirobe
,
G.
Kawaguchi
,
Y.
Nabei
,
T.
Sato
,
T.
Narushima
,
H.
Okamoto
, and
H. M.
Yamamoto
,
Nature
613
,
479
486
(
2023
).
14.
M.
Kettner
,
V. V.
Maslyuk
,
D.
Nürenberg
,
J.
Seibel
,
R.
Gutierrez
,
G.
Cuniberti
,
K.-H.
Ernst
, and
H.
Zacharias
,
J. Phys. Chem. Lett.
9
,
2025
2030
(
2018
).
15.
V.
Kiran
,
S. P.
Mathew
,
S. R.
Cohen
,
I.
Hernández Delgado
,
J.
Lacour
, and
R.
Naaman
,
Adv. Mater.
28
,
1957
1962
(
2016
).
16.
P. C.
Mondal
,
C.
Fontanesi
,
D. H.
Waldeck
, and
R.
Naaman
,
Acc. Chem. Res.
49
,
2560
2568
(
2016
).
17.
C.
Fontanesi
,
Curr. Opin. Electrochem.
7
,
36
41
(
2018
).
18.
A.
Kumar
,
P. C.
Mondal
, and
C.
Fontanesi
,
Magnetochemistry
4
,
36
(
2018
).
19.
D.
Mishra
,
T. Z.
Markus
,
R.
Naaman
,
M.
Kettner
,
B.
Göhler
,
H.
Zacharias
,
N.
Friedman
,
M.
Sheves
, and
C.
Fontanesi
,
Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A.
110
,
14872
14876
(
2013
).
20.
M.
Kettner
,
B.
Gohler
,
H.
Zacharias
,
D.
Mishra
,
V.
Kiran
,
R.
Naaman
,
C.
Fontanesi
,
D. H.
Waldeck
,
S.
Sęk
,
J.
Pawłowski
, and
J.
Juhaniewicz
,
J. Phys. Chem. C
119
,
14542
14547
(
2015
).
21.
N.
Bangruwa
,
P. k.
Bhartiya
, and
D.
Mishra
,
Sens. Actuators, B
382
,
133447
(
2023
).
22.
P. C.
Mondal
,
N.
Kantor-Uriel
,
S. P.
Mathew
,
F.
Tassinari
,
C.
Fontanesi
, and
R.
Naaman
,
Adv. Mater.
27
,
1924
1927
(
2015
).
23.
P. C.
Mondal
,
C.
Fontanesi
,
D. H.
Waldeck
, and
R.
Naaman
,
ACS Nano
9
,
3377
3384
(
2015
).
24.
S.
Arnaboldi
,
M.
Magni
, and
P. R.
Mussini
,
Curr. Opin. Electrochem.
8
,
60
72
(
2018
).
25.
S.
Grecchi
,
S.
Arnaboldi
,
S.
Rizzo
, and
P. R.
Mussini
,
Curr. Opin. Electrochem.
30
,
100810
(
2021
).
26.
F.
Sannicolò
,
S.
Arnaboldi
,
T.
Benincori
,
V.
Bonometti
,
R.
Cirilli
,
L.
Dunsch
,
W.
Kutner
,
G.
Longhi
,
P. R.
Mussini
,
M.
Panigati
,
M.
Pierini
, and
S.
Rizzo
,
Angew. Chem., Int. Ed.
53
,
2623
2627
(
2014
).
27.
N.
Avarvari
and
J. D.
Wallis
,
J. Mater. Chem.
19
,
4061
4076
(
2009
).
28.
F.
Pop
,
N.
Zigon
, and
N.
Avarvari
,
Chem. Rev.
119
,
8435
8478
(
2019
).
29.
F.
Pop
,
P.
Auban-Senzier
,
E.
Canadell
,
G. L. J. A.
Rikken
, and
N.
Avarvari
,
Nat. Commun.
5
,
3757
(
2014
).
30.
C.
Réthoré
,
N.
Avarvari
,
E.
Canadell
,
P.
Auban-Senzier
, and
M.
Fourmigué
,
J. Am. Chem. Soc.
127
,
5748
5749
(
2005
).
31.
A. M.
Madalan
,
C.
Réthoré
,
M.
Fourmigué
,
E.
Canadell
,
E. B.
Lopes
,
M.
Almeida
,
P.
Auban-Senzier
, and
N.
Avarvari
,
Chem. - Eur. J.
16
,
528
537
(
2010
).
32.
F.
Pop
,
P.
Auban-Senzier
,
E.
Canadell
, and
N.
Avarvari
,
Chem. Commun.
52
,
12438
12441
(
2016
).
33.
S.
Matsumiya
,
A.
Izuoka
,
T.
Sugawara
,
T.
Taruishi
, and
Y.
Kawada
,
Bull. Chem. Soc. Jpn.
66
,
513
522
(
1993
).
34.
J. D.
Wallis
,
A.
Karrer
, and
J. D.
Dunitz
,
Helv. Chim. Acta
69
,
69
70
(
1986
).
35.
S.
Yang
,
F.
Pop
,
C.
Melan
,
A. C.
Brooks
,
L.
Martin
,
P.
Horton
,
P.
Auban-Senzier
,
G. L. J. A.
Rikken
,
N.
Avarvari
, and
J. D.
Wallis
,
CrystEngComm
16
,
3906
3916
(
2014
).
36.
J. R.
Galán-Mascarós
,
E.
Coronado
,
P. A.
Goddard
,
J.
Singleton
,
A. I.
Coldea
,
J. D.
Wallis
,
S. J.
Coles
, and
A.
Alberola
,
J. Am. Chem. Soc.
132
,
9271
9273
(
2010
).
37.
F.
Pop
,
S.
Laroussi
,
T.
Cauchy
,
C. J.
Gómez-García
,
J. D.
Wallis
, and
N.
Avarvari
,
Chirality
25
,
466
474
(
2013
).
38.
F.
Pop
,
C.
Mézière
,
M.
Allain
,
P.
Auban-Senzier
,
N.
Tajima
,
D.
Hirobe
,
H. M.
Yamamoto
,
E.
Canadell
, and
N.
Avarvari
,
J. Mater. Chem. C
9
,
10777
10786
(
2021
).
39.
J. S.
Zambounis
,
C. W.
Mayer
,
K.
Hauenstein
,
B.
Hilti
,
W.
Hofherr
,
J.
Pfeiffer
,
M.
Bürkle
, and
G.
Rihs
,
Adv. Mater.
4
,
33
35
(
1992
).
40.
N.
Mroweh
,
C.
Mézière
,
F.
Pop
,
P.
Auban-Senzier
,
P.
Alemany
,
E.
Canadell
, and
N.
Avarvari
,
Adv. Mater.
32
,
2002811
(
2020
).
41.
E.
Gomar-Nadal
,
G. K.
Ramachandran
,
F.
Chen
,
T.
Burgin
,
C.
Rovira
,
D. B.
Amabilino
, and
S. M.
Lindsay
,
J. Phys. Chem. B
108
,
7213
7218
(
2004
).
42.
M.
Starowicz
,
B.
Stypuła
, and
J.
Banaś
,
Electrochem. Commun.
8
,
227
230
(
2006
).
43.
F.
Tassinari
,
E.
Tancini
,
M.
Innocenti
,
L.
Schenetti
, and
C.
Fontanesi
,
Langmuir
28
,
15505
15512
(
2012
).
44.
F.
Terzi
,
L.
Pasquali
,
M.
Montecchi
,
S.
Nannarone
,
A.
Viinikanoja
,
T.
Ääritalo
,
M.
Salomäki
,
J.
Lukkari
,
B. P.
Doyle
, and
R.
Seeber
,
J. Phys. Chem. C
115
,
17836
17844
(
2011
).
45.
E. T.
Kang
,
K. G.
Neoh
, and
K. L.
Tan
,
Phys. Rev. B
44
,
10461
10469
(
1991
).
46.
A.-S.
Duwez
,
J. Electron Spectrosc. Relat. Phenom.
134
,
97
138
(
2004
).
47.
L.
Pasquali
,
F.
Terzi
,
M.
Montecchi
,
B. P.
Doyle
,
J.
Lukkari
,
B.
Zanfrognini
,
R.
Seeber
, and
S.
Nannarone
,
J. Electron Spectrosc. Relat. Phenom.
172
,
114
119
(
2009
).
48.
F.
Terzi
,
R.
Seeber
,
L.
Pigani
,
C.
Zanardi
,
L.
Pasquali
,
S.
Nannarone
,
M.
Fabrizio
, and
S.
Daolio
,
J. Phys. Chem. B
109
,
19397
19402
(
2005
).
49.
C.
Vericat
,
M. E.
Vela
,
G. A.
Benitez
,
J. A. M.
Gago
,
X.
Torrelles
, and
R. C.
Salvarezza
,
J. Phys.: Condens. Matter
18
,
R867
R900
(
2006
).
50.
G.
Liu
,
J. A.
Rodriguez
,
J.
Dvorak
,
J.
Hrbek
, and
T.
Jirsak
,
Surf. Sci.
505
,
295
307
(
2002
).
51.
E.
Ito
,
J.
Noh
, and
M.
Hara
,
Surf. Sci.
602
,
3291
3296
(
2008
).
52.
M.
Gazzotti
,
S.
Arnaboldi
,
S.
Grecchi
,
R.
Giovanardi
,
M.
Cannio
,
L.
Pasquali
,
A.
Giacomino
,
O.
Abollino
, and
C.
Fontanesi
,
Electrochim. Acta
286
,
271
278
(
2018
).
53.
L.
Dong
,
Y.
Zhang
,
X.
Duan
,
X.
Zhu
,
H.
Sun
, and
J.
Xu
,
Anal. Chem.
89
,
9695
9702
(
2017
).
54.
S.
Grecchi
,
S.
Arnaboldi
,
M.
Korb
,
R.
Cirilli
,
S.
Araneo
,
V.
Guglielmi
,
G.
Tomboni
,
M.
Magni
,
T.
Benincori
,
H.
Lang
, and
P. R.
Mussini
,
ChemElectroChem
7
,
3429
3438
(
2020
).
55.
F.
Yang
,
N.
Kong
,
X. A.
Conlan
,
H.
Wang
,
C. J.
Barrow
,
F.
Yan
,
J.
Guo
, and
W.
Yang
,
Electrochim. Acta
237
,
22
28
(
2017
).
56.
S.
Arnaboldi
,
S.
Cauteruccio
,
S.
Grecchi
,
T.
Benincori
,
M.
Marcaccio
,
A. O.
Biroli
,
G.
Longhi
,
E.
Licandro
, and
P. R.
Mussini
,
Chem. Sci.
10
,
1539
1548
(
2019
).
57.
S.
Fireman-Shoresh
,
I.
Turyan
,
D.
Mandler
,
D.
Avnir
, and
S.
Marx
,
Langmuir
21
,
7842
7847
(
2005
).
58.
F.
Pop
,
M.
Allain
,
P.
Auban-Senzier
,
J.
Martínez-Lillo
,
F.
Lloret
,
M.
Julve
,
E.
Canadell
, and
N.
Avarvari
,
Eur. J. Inorg. Chem.
2014
,
3855
3862
.
59.
F.
Pop
and
N.
Avarvari
,
Coord. Chem. Rev.
346
,
20
31
(
2017
).
60.
A.
Abhervé
,
N.
Mroweh
,
T.
Cauchy
,
F.
Pop
,
H.
Cui
,
R.
Kato
,
N.
Vanthuyne
,
P.
Alemany
,
E.
Canadell
, and
N.
Avarvari
,
J. Mater. Chem. C
9
,
4119
4140
(
2021
).

Supplementary Material

You do not currently have access to this content.