Angew. Chem. ：中心手性“受阻路易斯酸碱对”策略实现高效圆偏振发光

手性发光材料因具备光学旋光、圆二色性及可控的圆偏振发光等独特特性，正广泛应用于光学数据存储、手性传感、生物成像、自旋电子器件和三维显示等前沿领域。随着超高清3D显示和增强现实技术的飞速发展，对能精确发射圆偏振光（CPL）的高性能手性发光材料需求愈发迫切。其中，中心手性分子因合成简便、构象稳定，被视为极具潜力的CPL材料，但其最大挑战在于如何同时实现高发光量子产率和大发光不对称因子。

为了突破这一瓶颈，广东工业大学陈文铖等人提出了一种基于中心手性“受阻路易斯酸碱对”（FLP）的分子设计策略。将含硼的多重共振热激活延迟荧光（MR-TADF）单元作为路易斯酸锚定于芴骨架的C1位，同时将芳胺基团作为路易斯碱连接至C9手性中心。借助手性碳的空间立体效应，使得这对路易斯酸碱片段以“错位面对面”方式排列，一方面抑制了强电荷转移态导致的光谱展宽，另一方面在分子内部建立了高效的电子耦合。通过这种精细结构调控，不仅保持了MR-TADF核心的高光致发光量子产率，还成功优化了电偶极与磁偶极的相对取向，大幅提升了圆偏振发光不对称因子，为突破发光量子产率与不对称因子的权衡困境奠定基础。

通过调节路易斯碱单元的结构，实现了对中心手性FLP核心基团之间电子耦合强度的精确调控。中心手性FLP分子既保留了>90% 的高发光效率和~30 nm的超窄光谱，又显著放大了圆偏振光信号。研究表明，分子内路易斯酸碱相互作用越强，圆偏振发光不对称因子越大。其机制在于：增强的路易斯酸碱相互作用提升了空间电荷转移，扰动分子内电子排布，从而使电偶极（μ_e）与磁偶极（μ_m）之间的夹角θ_e,m偏离90°。根据公式g_lum ≈ 4(|μ_m|/|μ_e|)cosθ_e,m,这一角度偏离直接放大了发光不对称因子，实现了效率与手性性能的平衡。

所构建的中心手性FLP分子性能优异：BN-PhCz和BN-DPXZ的电致圆偏振发光不对称因子（|g_EL|）分别达到6.23×10^-3和6.64×10^-3，外量子效率（EQE）最高可达30.4%，并保持了近30 nm的超窄发射带宽。以往中心手性CPL材料在提高|g_EL|时常以牺牲发光效率为代价，难以兼顾两者。得益于中心手性FLP设计的巧妙平衡，基于BN-PhCz和BN-DPXZ的器件分别创下1.89×10^-3和1.91×10^-3的品质因子（FoM = |g_EL| × EQE）新纪录。同时，该策略在放大圆偏振信号的同时，依旧保留了MR-TADF发光单元窄带发射特性，为高分辨圆偏振OLED的进一步应用奠定了坚实基础。

论文信息

Highly Efficient Circularly Polarized Luminescence Based on Center-Chiral Frustrated Lewis Pairs

Fan Zheng, Xiao-Long Liu, Longjiang Xing, Jia-Ming Jin, Prof. Shaomin Ji, Prof. Yanping Huo, Prof. Wen-Cheng Chen

文章的第一作者是广东工业大学的硕士研究生郑帆。

Angewandte Chemie International Edition

DOI: 10.1002/anie.202504057