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  圓偏振發(fā)光（circularly polarized luminescence，CPL）材料，因其在3D顯示、光數(shù)據(jù)存儲以及不對稱光催化等領(lǐng)域的巨大應(yīng)用潛力，已成為手性和發(fā)光材料領(lǐng)域新的研究熱點(diǎn)。另外，鈣鈦礦由于自身杰出的光電性能使得其在太陽能電池、發(fā)光二極管和光電探測器等前沿領(lǐng)域成為明星材料。將手性引入鈣鈦礦有望實(shí)現(xiàn)具有優(yōu)異光電特性的CPL材料，近年來受到了人們的廣泛關(guān)注。然而，如何簡單高效地構(gòu)筑具有高發(fā)光不對稱因子的手性鈣鈦礦材料仍是一大挑戰(zhàn)。

  近日，北京化工大學(xué)鄧建平教授團(tuán)隊(duì)以手性螺旋聚炔，鈣鈦礦納米晶和聚丙烯腈分別作為手性源，熒光源和基體，通過一步法制備了具有優(yōu)異CPL性能的手性螺旋聚合物/鈣鈦礦雜化納米纖維。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明制備的手性鈣鈦礦雜化納米纖維具有優(yōu)異的熒光性能，同時(shí)發(fā)光不對稱因子可以達(dá)到10^-2數(shù)量級。另外該方法具有成本低，操作簡單和易于大規(guī)模生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)。

圖1. 具有高效CPL性能的手性螺旋聚合物/鈣鈦礦雜化納米纖維制備示意圖

  目前，具有CPL性能的手性鈣鈦礦通常由手性胺鹽直接參與鈣鈦礦納米晶的生長、表面手性配體修飾或者手性超分子組裝的方法來實(shí)現(xiàn)，而如何利用手性聚合物來實(shí)現(xiàn)鈣鈦礦的圓偏振發(fā)光仍是一大難題。在本工作中，作者建立了一種簡單普適的具有優(yōu)異CPL性能的手性螺旋聚合物/鈣鈦礦納米纖維的制備方法。其中手性螺旋聚炔作為圓偏振熒光過濾器，在不需任何非共價(jià)鍵作用下實(shí)現(xiàn)了鈣鈦礦高效的圓偏振熒光發(fā)射。另外，鈣鈦礦納米晶原位形成，避免了繁瑣的制備和提純過程。同時(shí)聚丙烯腈基底對鈣鈦礦起到有效地保護(hù)作用，使其在空氣中具有較好的穩(wěn)定性，熒光性能在一個(gè)月內(nèi)未觀察到明顯降低。另外，通過調(diào)節(jié)鈣鈦礦前驅(qū)體的種類，可以實(shí)現(xiàn)藍(lán)色和綠色雜化納米纖維的制備，發(fā)光不對稱因子均在10^-2數(shù)量級。該工作為構(gòu)筑具有優(yōu)異CPL性能的手性鈣鈦礦雜化材料提供了新思路。

圖2. 手性螺旋聚合物/鈣鈦礦雜化納米纖維的結(jié)構(gòu)和光學(xué)表征

  以上研究以“Chiral Helical Polymer/Perovskite Hybrid Nanofibers with Intense Circularly Polarized Luminescence”為題, 在線發(fā)表在ACS Nano (DOI: 10.1021/acsnano.1c00864)上。論文第一作者為北京化工大學(xué)趙彪博士和研究生高曉濱，通訊作者為鄧建平教授。該工作得到國家自然科學(xué)基金、中國博士后基金、中央高校基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)等資助。

  文章鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.1c00864