近日，華東理工大學(xué)化學(xué)與分子工程學(xué)院朱為宏教授、吳永真教授和物理學(xué)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(guān)成果以“不對稱因子高達1.9的鈣鈦礦/軟物質(zhì)螺旋雙層器件圓偏振發(fā)光”為題，發(fā)表在知名期刊《物質(zhì)》上。
據(jù)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(xiàn)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(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)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(diào)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(yán)重限制了其實際應(yīng)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(yán)重破壞鈣鈦礦的結(jié)構(gòu)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(diào)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(gòu)筑具有雙層結(jié)構(gòu)的鈣鈦礦-液晶器件（PeLC），解決了鈣鈦礦與液晶兼容性差的關(guān)鍵問題，提高了鈣鈦礦的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，改善了液晶分子的有序排列，實現(xiàn)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(jié)構(gòu)展示了圓偏振光圖案化顯示及溫控防偽應(yīng)用，該工作為實現(xiàn)高質(zhì)量圓偏振鈣鈦礦發(fā)光及其器件化應(yīng)用開辟了新的思路。
以上研究工作主要由華東理工大學(xué)化學(xué)與分子工程學(xué)院博士生劉帥君和物理學(xué)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(dǎo)下完成，并得到了田禾院士的悉心指導(dǎo)。此外，該研究工作還得到了國家自然科學(xué)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(xué)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(xué)技術(shù)委員會以及費林加諾貝爾獎科學(xué)家聯(lián)合研究中心等資金支持。