近日，華東理工大學化學與分子工程學院朱為宏教授、吳永真教授和物理學院鄭致剛教授團隊合作在圓偏振鈣鈦礦發(fā)光研究方面取得進展，相關成果以“不對稱因子高達1.9的鈣鈦礦/軟物質螺旋雙層器件圓偏振發(fā)光”為題，發(fā)表在知名期刊《物質》上。
據悉，圓偏振發(fā)光(CPL)是指發(fā)光體系發(fā)射出具有差異的左旋和右旋圓偏振光的現象，其在三維顯示、生物傳感、加密防偽、光催化不對稱合成等領域具有廣泛的應用前景。金屬鹵化物鈣鈦礦材料具有熒光量子效率高、發(fā)射峰窄、發(fā)射波長可調等優(yōu)異特性，有望成為理想的CPL新材料。目前，已報道的鈣鈦礦CPL材料（如手性二維鈣鈦礦、手性配體修飾鈣鈦礦納米晶等）存在不對稱因子（glum值）小，發(fā)光效率低等問題，并且其穩(wěn)定性很少被研究，嚴重限制了其實際應用。將鈣鈦礦納米晶摻入手性向列相液晶能夠顯著提高CPL的glum值，但是該混合體系不僅會嚴重破壞鈣鈦礦的結構穩(wěn)定性，還影響液晶分子的有序排列，減弱其對光的圓偏振調制能力。因此，如何獲得具有高發(fā)光效率和高glum值的CPL仍然面臨巨大挑戰(zhàn)。
為解決上述問題，研究團隊通過聚合物穩(wěn)定鈣鈦礦并構筑具有雙層結構的鈣鈦礦-液晶器件（PeLC），解決了鈣鈦礦與液晶兼容性差的關鍵問題，提高了鈣鈦礦的結構穩(wěn)定性，改善了液晶分子的有序排列，實現了具有高發(fā)光效率，高穩(wěn)定性的鈣鈦礦CPL，其glum高達1.9，接近理論極限2.0，基于該器件結構展示了圓偏振光圖案化顯示及溫控防偽應用，該工作為實現高質量圓偏振鈣鈦礦發(fā)光及其器件化應用開辟了新的思路。
以上研究工作主要由華東理工大學化學與分子工程學院博士生劉帥君和物理學院博士生劉璇在朱為宏教授、吳永真教授和鄭致剛教授的共同指導下完成，并得到了田禾院士的悉心指導。此外，該研究工作還得到了國家自然科學基金、上海市教委科研創(chuàng)新計劃、上海市科技重大專項、高校引進學科人才計劃、上海市教育發(fā)展基金會、上海市教委“曙光計劃”、上海科學技術委員會以及費林加諾貝爾獎科學家聯合研究中心等資金支持。