近日，我所化學(xué)動力學(xué)研究室光電材料動力學(xué)研究組（1121組）吳凱豐研究員與程鵬飛副研究員團(tuán)隊(duì)在金屬鹵化物發(fā)光動力學(xué)研究方面取得新進(jìn)展，揭示了摻雜對于手性金屬鹵化物圓偏振發(fā)光行為的調(diào)控作用，在有機(jī)-無機(jī)雜化銀基鹵化物中實(shí)現(xiàn)了高效青色圓偏振發(fā)光和有效二次諧波響應(yīng)。
圓偏振光蘊(yùn)含豐富的光學(xué)信息，在成像、傳感及光子學(xué)等領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用潛力。近年來，具有圓偏振發(fā)光特性的手性金屬鹵化物因其低成本和可溶液加工特性而備受關(guān)注。然而，這類材料的手性主要來源于結(jié)構(gòu)中引入的手性有機(jī)陽離子，其有限的種類嚴(yán)重限制了材料成分的可調(diào)空間。此外，目前已報(bào)道的手性金屬鹵化物的圓偏振發(fā)射多集中于綠光、橙光與紅光區(qū)域，而對高性能照明與光通信至關(guān)重要的青色圓偏振發(fā)光尚未實(shí)現(xiàn)。
在本工作中，研究團(tuán)隊(duì)采用非手性甲基三苯基膦陽離子與三角形銀-碘無機(jī)單元組裝，構(gòu)建出零維手性銀鹵化物。團(tuán)隊(duì)通過摻雜銅離子，不僅提升了材料的發(fā)光效率，還賦予其圓偏振發(fā)光活性，從而將金屬鹵化物的圓偏振發(fā)射拓展至青色區(qū)域。系統(tǒng)的光譜表征表明，銅摻雜不僅能有效抑制主體中的非輻射復(fù)合過程，還會引入新的銅相關(guān)發(fā)光中心，從而使材料的熒光量子產(chǎn)率接近100%，并獲得1.3 × 10-2的發(fā)光不對稱因子。此外，該手性體系的本征非中心對稱結(jié)構(gòu)，使其具備偏振敏感的二次諧波響應(yīng)，并表現(xiàn)出顯著的二次諧波圓二色性。本工作提出了一種無需依賴手性陽離子的金屬鹵化物手性光學(xué)調(diào)控策略，為設(shè)計(jì)兼具圓偏振發(fā)光活性與非線性光學(xué)響應(yīng)的金屬鹵化物提供了新思路。
上述工作以“Bright Cyan Circularly Polarized Luminescence and Efficient Second Harmonic Generation in Zero-Dimensional Silver-Based Halides with Achiral Cations”為題，于近日發(fā)表在《德國應(yīng)用化學(xué)》（Angewandte Chemie International Edition）上，該工作的共同第一作者為我所博士畢業(yè)生王思佳和1121組博士后柏天新。上述工作得到國家自然科學(xué)基金、中國科學(xué)院B類先導(dǎo)專項(xiàng)“基于極紫外光源的化學(xué)反應(yīng)過渡態(tài)精準(zhǔn)探測”、中央高校基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)資金、我所創(chuàng)新基金等項(xiàng)目的資助。（文/圖 王思佳、程鵬飛）
