北化大邓建平教授团队《ACS Nano》: 具有高效圆偏振发光性能的手性螺旋聚合物/钙钛矿杂化纳米纤维

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圆偏振发光（circularly polarized luminescence，CPL）材料，因其在3D显示、光数据存储以及不对称光催化等领域的巨大应用潜力，已成为手性和发光材料领域新的研究热点。另外，钙钛矿由于自身杰出的光电性能使得其在太阳能电池、发光二极管和光电探测器等前沿领域成为明星材料。将手性引入钙钛矿有望实现具有优异光电特性的CPL材料，近年来受到了人们的广泛关注。然而，如何简单高效地构筑具有高发光不对称因子的手性钙钛矿材料仍是一大挑战。

近日，北京化工大学邓建平教授团队以手性螺旋聚炔，钙钛矿纳米晶和聚丙烯腈分别作为手性源，荧光源和基体，通过一步法制备了具有优异CPL性能的手性螺旋聚合物/钙钛矿杂化纳米纤维。实验结果表明制备的手性钙钛矿杂化纳米纤维具有优异的荧光性能，同时发光不对称因子可以达到10^-2数量级。另外该方法具有成本低，操作简单和易于大规模生产等优点。

图1. 具有高效CPL性能的手性螺旋聚合物/钙钛矿杂化纳米纤维制备示意图

目前，具有CPL性能的手性钙钛矿通常由手性胺盐直接参与钙钛矿纳米晶的生长、表面手性配体修饰或者手性超分子组装的方法来实现，而如何利用手性聚合物来实现钙钛矿的圆偏振发光仍是一大难题。在本工作中，作者建立了一种简单普适的具有优异CPL性能的手性螺旋聚合物/钙钛矿纳米纤维的制备方法。其中手性螺旋聚炔作为圆偏振荧光过滤器，在不需任何非共价键作用下实现了钙钛矿高效的圆偏振荧光发射。另外，钙钛矿纳米晶原位形成，避免了繁琐的制备和提纯过程。同时聚丙烯腈基底对钙钛矿起到有效地保护作用，使其在空气中具有较好的稳定性，荧光性能在一个月内未观察到明显降低。另外，通过调节钙钛矿前驱体的种类，可以实现蓝色和绿色杂化纳米纤维的制备，发光不对称因子均在10^-2数量级。该工作为构筑具有优异CPL性能的手性钙钛矿杂化材料提供了新思路。

图2. 手性螺旋聚合物/钙钛矿杂化纳米纤维的结构和光学表征

以上研究以“Chiral Helical Polymer/Perovskite Hybrid Nanofibers with Intense Circularly Polarized Luminescence”为题, 在线发表在ACS Nano (DOI: 10.1021/acsnano.1c00864)上。论文第一作者为北京化工大学赵彪博士和研究生高晓滨，通讯作者为邓建平教授。该工作得到国家自然科学基金、中国博士后基金、中央高校基本科研业务费等资助。

文章链接：

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

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