研究背景
手性材料因其非中心对称结构而展现出独特的物理性质，如圆二色性（CD）和圆偏振发光（CPL），在3D显示、光学防伪和信息存储等领域具有广阔的应用前景。然而，传统的卤化物钙钛矿材料由于其中心对称结构而缺乏手性，限制了其在CPL领域的应用。近年来，通过将钙钛矿与手性有机分子或手性模板结合，为赋予钙钛矿手性特性提供了一种可行的策略。尽管如此，构建高性能CPL活性钙钛矿材料仍然是一个挑战，尤其是在实现高光致发光量子产率（QY）和大发光不对称因子（|gₗᵤₘ|）方面。
2025年10月17日，武汉工程大学任杰鋆、厦门大学张楚人、兰州大学王育华团队在Advanced Functional Materials期刊上发表了题为“Amplifying the Circularly Polarized Luminescence of CsPbBr₃ Nanocrystals by Chiral Metal–Organic Frameworks: In-Situ Growth, Chiral Assemble, and Chirality Transfer”的论文。任杰鋆老师为本论文的第一和通讯作者，武汉工程大学为本论文的第一通讯单位。
研究内容
该研究以手性金属有机框架（L/D-MOFs）的螺旋通道为手性模板，原位生长溴化铯铅（CsPbBr₃）钙钛矿纳米晶（NCs），成功制备出具有高发光不对称因子（|gₗᵤₘ|，8.39×10⁻³）和高光致发光量子产率（QY，78%）的圆偏振发光活性材料 CsPbBr₃@L/D-MOFs。基于同步辐射的 X 射线吸收光谱清晰证实，嵌入的 CsPbBr₃纳米晶通过强镉-溴（Cd-Br）配位键继承了 L/D-MOFs 的螺旋结构，从而实现了手性从 L/D-MOFs 到 CsPbBr₃纳米晶的传递。此外，从手性 L/D-MOFs 到 CsPbBr₃纳米晶的高效福斯特共振能量转移（FRET）进一步放大了 CsPbBr₃纳米晶的圆偏振发光信号。凭借优异的圆偏振发光性能和可调谐发射特性，CsPbX₃@L/D-MOFs 在圆偏振发光发光二极管（CPL-LEDs）中展现出巨大应用潜力。该研究为合理设计高性能圆偏振发光活性钙钛矿材料提供了可行策略，并为手性传递机制提供了深刻见解。
文章亮点
高性能CPL活性：通过将CsPbBr₃ NCs嵌入手性L/D-MOFs中，实现了高达8.39×10⁻³的|gₗᵤₘ|和78%的QY，显著优于传统钙钛矿材料。
手性转移机制：通过DFT计算和XAS分析，揭示了CsPbBr₃ NCs通过强Cd─Br配位键从L/D-MOFs继承手性的机制，并通过FRET进一步增强CPL信号。
光致发光性能提升：通过飞秒瞬态吸收（fs-TA）光谱分析，证实了L/D-MOFs封装有效抑制了CsPbBr₃ NCs的非辐射复合，显著提高了QY。
CPL-LEDs应用潜力：基于CsPbBr₃@L/D-MOFs的白光LED展现出高发光效率（68.6 lm/W）和出色的运行稳定性，为CPL-LEDs的实际应用提供了有力支持。
颜色可调性：通过调整CsPbBr₃ NCs的含量和阴离子交换反应，实现了从蓝光到红光的全可见光谱发射，展示了良好的颜色可调性。
结论与展望
该研究通过将CsPbBr3钙钛矿纳米晶体（NCs）嵌入手性金属-有机框架（L/D-MOFs）中，成功制备了具有高圆偏振发光（CPL）活性的复合材料CsPbBr₃@L/D-MOFs。这些复合材料展现出高达8.39×10⁻³的发光不对称因子（|gₗᵤₘ|）和78%的光致发光量子产率（QY），显著优于传统钙钛矿材料。研究揭示了CsPbBr₃ NCs通过强Cd─Br配位键从L/D-MOFs继承手性的机制，并通过Förster共振能量转移（FRET）进一步显著增强了CPL信号。此外，这些复合材料在CPL-LEDs中展现出巨大的应用潜力，基于CsPbBr₃@L/D-MOFs的白光LED展现出高发光效率（68.6 lm/W）和出色的运行稳定性。这一成果不仅为构建高性能CPL活性钙钛矿材料提供了一种有效的策略，还为理解手性转移机制提供了深刻的见解。未来的研究可以进一步探索其他手性模板和钙钛矿材料的组合，以实现更广泛的CPL应用。此外，通过优化材料的结构和制备工艺，有望进一步提高CPL性能和稳定性，推动CPL-LEDs在3D显示、光学防伪和信息存储等领域的实际应用。
文献来源
J. Ren, B. Dong, X. Zhou, et. al., Amplifying the Circularly Polarized Luminescence of CsPbBr₃ Nanocrystals by Chiral Metal–Organic Frameworks: In-Situ Growth, Chiral Assemble, and Chirality Transfer, Adv. Funct. Mater., 2025, e22001.
链接：https://doi.org/10.1002/adfm.202522001
原文转载自：手性功能材料
（审核：江学良 熊礼威）
