手性發光材料作為新一代光學功能體系,在三維顯示、光學防偽、生物成像及量子通信等領域具有革命性應用價值。其中,圓偏振發光(CPL)材料因其可發射特定手性光子的特性,可大幅提升顯示設備的色彩對比度與信息存儲密度,并為光量子計算中的自旋態操控提供物理載體。然而,現有體系普遍受限于手性構筑基元稀缺、發光效率與不對稱因子(glum)難以協同優化等瓶頸,且依賴復雜的手性分子合成策略,嚴重制約了材料設計與規模化應用。

近日,南京工業大學的任小明教授和蘇州大學的寧為華教授合作,通過非手性分子對稱性破缺自組裝策略,成功開發錳基圓偏振發光材料,實現glum=4.5×10-2與82%量子產率的協同突破,其品質因子高達3.7×10-2。該材料利用非手性
[Pr-dabco]2+陽離子與[MnBr4]2-四面體的氫鍵調控自組裝,自發形成一維螺旋鏈結構,通過7.6?以上的Mn-Mn間距抑制能量淬滅,同時誘導晶體場調控的窄帶綠光發射(FWHM=45nm)。所構建的紫外LED器件展現出74,591 cd/m2超高亮度與3.2×10-2電致發光不對稱因子,并通過自旋極化態穩定性測試驗證了其器件可靠性。

該項研究顛覆了傳統手性分子依賴范式,為開發高效CPL材料開辟了全新設計維度,對量子光源、自旋電子學等前沿領域具有深遠意義。研究團隊進一步構建的紫外LED器件展現出74,591cd/m2的驚人亮度,同時保持3.2×10-2的電致發光不對稱因子。時間分辨光譜證實自旋極化態在毫秒尺度保持穩定,磁探針原子力顯微鏡測量揭示其手性依賴的自旋選擇性傳輸特性。該項工作首次證明了非手性分子體系構建高性能CPL材料的可行性,為手性光電材料開發提供了全新設計范式,對推動偏振光源、量子信息等技術發展具有重要意義。
論文信息
Efficient Circularly Polarized Luminescence from Mn–Br Hybrid Perovskite Assembled by Achiral Architectures
Lu Zhai, Jiayi Yuan, Jianyi Huang, Xue-Wei Pan, Li Wan, Weihua Ning, Xiao-Ming Ren
Angewandte Chemie International Edition
DOI: 10.1002/anie.202425543







