我校王舜教授/潘霜副教授在国际著名期刊Small发表学术论文

最近的研究见证了具有圆偏振发光（CPL）特性的光学活性卤化物钙钛矿纳米晶体（PNC）的合成和基本理解方面的显着进展。得益于其波长可调性和高效发光等吸引人的特性，它们已成为一类有前途的 CPL 活性材料，可广泛应用于光学传感器、圆偏振发光二极管 (CP-LED)、自旋电子学等领域。对于实际应用，能够简单方便地生产具有全色可调性、高CPL和引人注目的稳定性的多样化CPL-活性卤化物PNC材料的合成路线具有重要意义。迄今为止，手性卤化物 PNC 传统上是通过将手性有机阳离子直接掺入钙钛矿晶格中来制备，赋予钙钛矿固有的手性。然而，由于手性传递能力有限，这些手性PNC可能会受到固有稳定性差和发光弱的困扰。基于手性配体 PNC 表面功能化的替代方法可以使钙钛矿表面发生结构晶格畸变，从而产生具有高光致发光量子产率的 CPL 发射。 但该方法不仅需要严格的多步反应和纯化过程，而且容易导致表面手性配体的脱离。同时，固有的手性部分主要集中在表面，导致手性活性不理想。此外，由于畸变程度较低，这些先进的基于模板的手性钙钛矿纳米材料的 CPL 性能仍然保持相对较低的发光不对称因子值（|g_lum| 约 ≈10^-3），需要在实际应用中进一步增强。因此，上述所有方法迄今为止都未能实现引人注目的稳定性和强圆偏振，表现为明显较差的 |g_lum|值（通常约为 10^-4 至 10^-2）到理论最大值 2.0。此外，这些方法很难推广到具有不同成分（例如，A-/X-位点）和分子维度的 PNC（例如，3D 和 2D）。除此之外，虽然卤化物钙钛矿的带隙发射可以很容易地通过卤化物成分进行调节，但关于全色CPL活性钙钛矿纳米材料的制备，特别是具有高亮度和优异稳定性的报道却很少（例如，湿度、热稳定性和光稳定性）。显然，创造具有全色可调性、大的亮度、显着提高的稳定性和可定制成分的 CPL 活性卤化物钙钛矿材料的能力仍然迫切且具有挑战性。

图1（a）PNCs-CNMS合成示意图，（b）选择性反射示意图，（c）普适性示意图。

本文开发了一种简单但通用的受限生长策略，通过利用手性向列介孔二氧化硅（CNMS）薄膜作为主体和非手性PNC，生产具有全色可调性、高亮度、卓越稳定性和可定制成分的CPL活性PNC材料（即PNCs-CNMS）。CNMS模板可以赋予有吸引力的选择性反射、卓越的稳定性和有吸引力的通用性，同时PNCs保持其形状和依赖于成分的光学特性。通过对CNMS主体的光子带隙 (PBG)和PNC负载量的精细控制进而来定制CPL属性，|g_lum|值高达0.17，超过了固有的手性钙钛矿。值得注意的是，CNMS薄膜可以有效保护 PNC，有助于提高湿度、热稳定性和光稳定性。通过调节PNCs的卤素阴离子，可以获得一系列波长可调的CPL活性卤化物钙钛矿材料，实现全色发射。此外，这种总体策略使得能够在CNMS内制作具有不同组成（即A-/X-位点）和分子维度（即 3D 和 2D）的各种PNCs。重要的是，PNCs-CNMS薄膜内的可逆CPL切换可以通过利用CNMS模板的响应性或PNCs的动态特性来实现。为了进一步揭示其实际潜力，还展示了CP-LED器件中相应的集成潜力。该工作为制备高圆偏振光致发光材料提供了通用平台，在CPL相关应用中具有广阔的前景。

这一研究结果以“Color-Tunable Perovskite Nanomaterials with Intense Circularly Polarized Luminescence and Tailorable Compositions”为题发表在国际期刊《Small》（IF=13.3），温州大学作为唯一通讯单位，我院2020级硕士研究生陆蓉为第一作者，我院潘霜副教授、陈亦皇教授、王舜教授为本文通讯作者。该工作受到中国自然科学基金（No.62104170和22109120）、浙江省自然科学基金会（LY23F040001和LQ21B030002）的资助。

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https://doi.org/10.1002/adom.202202290.