圓偏振發(fā)光（CPL）材料在手性和光電子相關領域具有廣闊的應用前景，是近年來交叉學科領域的一顆新星，在3D顯示，生物成像，光電器件，防偽材料，不對稱光催化等領域引起了廣泛的研究興趣。在種類繁多的CPL材料中，具有長壽命圓偏振發(fā)射的圓偏振磷光（CPP）材料已發(fā)展成為一個新的前沿研究課題，具有更令人期待的應用潛力。近日，北京化工大學材料科學與工程學院鄧建平教授/趙彪副教授團隊在《Advanced Functional Materials》上面發(fā)表了題為“Frontiers in Circularly Polarized Phosphorescent Materials”的綜述文章。該文章綜述了CPP材料的最新研究進展，從過渡金屬配合物，有機小分子，聚合物和有機/無機雜化體系四個方面詳細介紹了CPP材料的制備策略。此外，還介紹了CPP材料在有機發(fā)光二極管和加密顯示等方面的應用，并提出了實現(xiàn)高性能CPP材料的挑戰(zhàn)、設計原則和未來發(fā)展方向。
圖1 圓偏振磷光材料種類及其應用的概要圖示
該文章首先介紹了鉑、銥等過渡金屬配合物CPP材料，由于過渡金屬原子的旋軌耦合(SOC)效應，可以促進激子的高效系間竄越(ISC)過程，從而增強磷光發(fā)射，其與有機分子結合制備磷光材料已被廣泛研究。另外，過渡金屬配合物具有多種配位模式，通過將手性小分子和功能化配體引入過渡金屬配合物中，或者在適當?shù)臈l件下進行螺旋超分子組裝，可以使其具有手性，從而獲得CPP性能。
隨后，該文章介紹了有機小分子CPP材料，在手性有機小分子體系中通過主-客體摻雜策略、結晶策略、雜原子策略等，可以增強SOC，促進ISC，產(chǎn)生更多的三重態(tài)激子，并且降低三重態(tài)激子的猝滅，從而得到穩(wěn)定的CPP發(fā)射。然后介紹了聚合物CPP材料，通過共價鍵或者非共價鍵將手性磷光分子與聚合物結合，甚至形成超分子螺旋聚合物；由于聚合物基體剛性的微觀結構限制了磷光分子運動，有效抑制了其非輻射衰減，從而獲得具有長磷光壽命的CPP材料。繼而介紹了有機/無機雜化CPP材料，通過金屬-有機框架(MOFs)、機械球磨法和雜化手性光子膜等將手性和磷光組分有效結合，實現(xiàn)CPP發(fā)射。在上述基礎上，還詳細介紹了CPP材料在有機發(fā)光二極管和加密防偽顯示方面的應用。
最后，該文章提出了CPP材料目前所面臨的挑戰(zhàn)、設計原則和未來發(fā)展方向。發(fā)展方向可概括為以下幾個方面：(1)重點開發(fā)非金屬有機CPP材料；(2)探索更多、更合理的分子和材料設計原則來提高磷光性能；(3)開發(fā)更長發(fā)光壽命的CPP材料；(4)設計具有更高發(fā)光不對稱因子的CPP材料；(5)開發(fā)更多功能性應用型CPP新材料。
原文鏈接：https://doi.org/10.1002/adfm.202214364
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