圆偏振发光材料因其在自旋电子学、圆偏振光源、信息存储与防伪领域具备应用前景而受到广泛关注。其中，手性有机-无机杂化金属卤化物钙钛矿凭借结构可调、溶液加工性良好以及手性光学活性优异等特点，成为该领域最具发展潜力的材料之一。然而，目前关于这类材料的报道多集中于紫外至可见光区，近红外区（near-infrared，NIR）的圆偏振发光仍鲜有报道。与可见光区圆偏振发光相比，近红外圆偏振发光具备穿透深度大、传输损耗低、隐蔽性等特征，在生物成像、光学防伪与信息加密领域展现出无可比拟的优势。因此，开发在近红外区具有高效圆偏振发光性能的手性有机-无机杂化金属卤化物钙钛矿是一项兼具挑战与重大研究价值的工作。在稀土家族中，三价镝离子（Dy3+）由于其具有丰富的4f-4f跃迁能级结构，不仅在NIR区展现出优异的发光性能，其磁性特性也备受关注。
南开大学龙官奎研究员、陈永胜院士和国家纳米科学中心刘新风研究员团队，首次合成了Dy基手性有机-无机杂化金属卤化物钙钛矿，(R/S-MBA)3DyCl6(MBA = methylbenzylammonium, R/S–Dy)。与已报道的手性有机-无机杂化金属卤化物钙钛矿相比，R/S–Dy实现了圆偏振发光响应从可见光区向NIR区的延伸，其发光不对称因子（|gₗᵤₘ|）在579 nm处为10.64×10-2，在1015 nm处为8.58×10-2。此外，R/S–Dy在近红外二区（NIR-II region，1000-1700 nm）也展现出了超强的磁光活性。本研究为设计具有NIR区圆偏振发光性能的手性有机-无机杂化金属卤化物钙钛矿提供了新策略，也为推动稀土基手性有机-无机杂化金属卤化物钙钛矿在磁光领域的应用提供了研究基础，相关结果发表在CCS Chemistry上。
图1 a, b. R–Dy和S–Dy的晶体结构。c, d. R–Dy和S–Dy的粉末XRD。
图2 a, b. R–Dy和S–Dy的紫外-可见-近红外的吸收光谱。c. R–Dy和S–Dy的圆二色性吸收光谱。d. R–Dy的能带结构。
图3 a, b. 外加磁场下R–Dy在紫外-可见-近红外的表观圆二色性吸收光谱。c, d. 外加磁场下S–Dy在紫外-可见-近红外的表观圆二色性吸收光谱。e, f. R–Dy和S–Dy在紫外-可见-近红外的磁圆二色性光谱。
图4 a, b. R–Dy在可见光区和NIR区的圆偏振发光光谱。c, d. R–Dy和S–Dy在可见光区和NIR区的圆偏振发光强度。
图5 已报道的手性有机-无机杂化金属卤化物钙钛矿与本研究中R–Dy的glum比较。
论文信息：
Chiral Dysprosium Halides with Strong Magneto-Optical Activity and Circularly Polarized Luminescence in the NIR region
Tianyin Shao, Xinyi Niu, Xin Zeng, Wenkai Zhao, Haolin Lu, Hebin Wang, Zhaoyu Wang, Tianjiao Qiao, Wenting Liu, Yunxin Zhang, Bing Sun, Hao-Li Zhang, Xinfeng Liu*, Yongsheng Chen*, Guankui Long*
CCS Chemistry
DOI: 10.31635/ccschem.026.202507067
原文链接：https://doi.org/10.31635/ccschem.026.202507067
