圆偏振发光(CPL)是指手性物质受激发射出左旋或右旋圆偏振光的现象。具有CPL性质的材料在3D显示、信息存储与加密、光电器件、不对称合成等方面有着重要的应用前景。发光不对称因子(glum)是衡量CPL材料性能的重要指标之一,对于glum的调制,特别是如何放大glum,对CPL材料的应用有着重要影响。传统手性有机小分子的glum普遍较低,为了提高其发光不对称性,超分子组装和发光分子掺杂手性液晶是两种重要的手段。超分子组装可以实现从小分子到超分子组装过程的手性放大,进而实现发光不对称因子的放大。手性液晶对左旋和右旋圆偏振光的选择性反射,从而实现更大发光不对称因子的液晶复合材料的制备。最近,通过各种光物理过程直接对发光物质的激发态手性进行调控,从而调制CPL性质的方法逐渐发展了起来。
图 1. 各种激发态的不同光物理过程对其手性的影响以及对CPL性质的调控
近日,我们研究团队在Accounts of Chemical Research上综述了题为New perspectives to trigger and modulate circularly polarized luminescence of complex and aggregated systems: energy transfer, photon upconversion, charge transfer, and organic radical的综述文章,对该研究团队近几年在圆偏振发光过程的光物理调控等方面的研究工作进行了总结和展望。Förster共振能量转移、基于三重态-三重态湮灭的光子频率上转换、分子间电荷转移和光生有机自由基发射,这些光物理过程可以对单重、双重以及三重激发态手性产生显著的影响。通过对这些光物理过程的调控,可以实现圆偏振发光不对称因子的显著放大(图1)。通过光物理过程对手性系统激发态的直接调控,为了解和调节CPL性质提供了一个新的研究视角,并将有助于开发智能手性光学材料。
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.accounts.0c00112