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Angew. Chem. :双配体策略增强0D杂化金属卤化物的圆偏振发光2023-10-07
圆偏振发光因其在三维光学显示、自旋电子学、分子传感器、量子计算和光信息加密等领域具有广阔的应用前景而受到越来越多的关注。圆偏振发光材料由于能够在没有外部光学器件的情况下直接发射圆偏振光而引起了人们的极大兴趣。高的光致发光量子产率(PLQY)和大的发光不对称因子(glum)值对于圆偏振发材料的实际应用至关重要。近年来,杂化金属卤化物(HMHs)由于其可调谐的激子发射,高PLQY和低制备成本而成为一类有前途的新型发光材料。在过去的几年中,人们致力于开发手性HMHs,并成功制备了一系列二维(2D)和一维(1D)的杂化金属卤化物,这些手性HMHs的glum值得到逐渐提高,但是它们的PLQYs仍然相对较低。零维杂化金属卤化物(0D HMHs)的PLQY明显增强,但是它们的glum值却相对较低。因此,制备兼具高PLQY和大glum值的手性HMHs仍然是一个难题。

南方科技大学权泽卫教授课题组提出了一种有效的策略,即通过将非手性和手性配体整合到0D HMHs中,同时实现了高PLQY和大glum值。具体而言,将非手性胍与三种手性甲基苄铵衍生物整合,成功制备了三对手性0D杂化铟锑金属卤化物。这些手性0D HMHs表现出接近100%的PLQY和大的glum值高达0.01。而且,作者发现对于不同的手性配体,配体与无机八面体之间的氢键相互作用越强,其glum值越大。

 

 

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图 1. R/S-MGInCl (M= MBA, G = Gua)的单晶结构。

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图 2. R-MGInCl和R-MGIn0.99Sb0.01Cl (R-1)的光谱。

通过掺杂Sb3+, R-1的PLQY为100%,glum值高达±1´10-2。对比实验结果表明:非手性胍配体不仅是这些手性0D杂化In-Sb金属卤化物结晶所必需的,而且大大增强了这些0D HMHs中有机配体到无机单元的手性诱导,从而实现了高glum值。

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图 3. R-2和 R-3 的单晶结构。

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图4. R-2、rac-2、R-3和rac-3的光谱。

当材料中非手性配体相同,选择不同的手性配体可以改变这些0D HMHs中氢键相互作用的强度,研究发现手性配体与八面体发光中心间的氢键作用力越强,glum值最大。本研究为合理设计具有优异圆偏振光性能的手性0D HMHs提供了有效的策略,并揭示了手性0D HMHs中圆偏振光性能与氢键强度的关系。

文信息

Integrating Achiral and Chiral Organic Ligands in Zero-Dimensional Hybrid Metal Halides to Boost Circularly Polarized Luminescence

Yulian Liu, Zhishan Luo, Yi Wei, Chen Li, Yulin Chen, Xin He, Xiaoyong Chang, Prof. Zewei Quan

Angewandte Chemie International Edition

DOI: 10.1002/anie.202306821