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Angew. Chem. :基于无机手性光子晶体的可调圆偏振发光

具有圆偏振发光(Circularly Polarized luminescence, CPL)活性的材料在光学显示、手性合成、生物成像、信息加密和量子通信等领域展现出广阔的应用前景,近年来在化学材料领域受到了广泛的关注。通常,引入到超分子手性光子晶体(Chiral Photonic Crystals, CPCs)中的发光物质能获得高不对称因子(glum)。然而,目前报道的大多数超分子CPCs很难通过精确控制螺距调控光子带隙,且外部环境的变化易导致超分子组装的手性结构破坏。因此,明确CPCs结构-CPL关系和优化CPL性能仍然具有很大挑战。


近日,在前期研究的基础上,国家纳米科学中心唐智勇研究员团队以超细NiMoO4?xH2O纳米线和CdSSe@ZnS量子点为构筑单元,通过Langmuir-Schaeffer技术构建了具有一维螺旋结构的无机手性光子晶体,实现了CPL峰的符号、位置和强度的精确控制。

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自下而上的Langmuir-Schaeffer组装能够获得大面积高度取向的纳米线薄膜,而且逐层转移允许控制旋转方向和角度以精确调控螺距,从而达到调制无机CPCs的光学活性的目的。合理选择CPCs的光子带隙和量子点的发光波长,可获得手性方向可控和发光颜色可调的CPL,且随着CPCs螺距数的增加,显著的光子带隙效应可以使|glum|高达0.25。另外,CPCs光子带隙和量子点荧光之间的相对位置对CPL响应起着至关重要的作用,理论计算表明这是由于CPCs在光子带隙附近具有奇异的折射特性。

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在该工作中,唐智勇研究员团队使用无机非手性纳米线和量子点作为构建单元,通过简单的Langmuir-Schaeffer组装技术成功构筑了精准可调的一维无机CPCs结构,并获得了优异的CPL响应。这项工作为下一代高性能CPL器件的构建提供了新方法,同时无限的纳米材料将成为CPCs构建的新材料。

文信息

Tunable Circularly Polarized Luminescence from Inorganic Chiral Photonic Crystals Doped with Quantum Dots

Xuekang Yang,Dr. Jiawei Lv,Prof. Jing Zhang,Tianxi Shen,Dr. Tingyang Xing,Dr. Fenglian Qi,Shaohua Ma,Prof. Xiaoqing Gao,Prof. Wei Zhang,Prof. Zhiyong Tang


Angewandte Chemie International Edition

DOI: 10.1002/anie.202201674


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