圓偏振發光(CPL)材料由于其獨特的手性光學性質,在3D顯示、信息加密及存儲、光電器件等領域具有廣闊的應用前景,是當今研究熱點之一。手性和熒光是制備CPL材料的兩個關鍵因素,但由于同時具有手性和熒光性質的單體種類少,因此利用非手性發光模塊構建高發光不對稱因子(glum)的CPL是此領域的研究重點及難點。能量傳遞是使非手性發光模塊(熒光受體)實現CPL的一個重要策略。在非液晶體系中,通過能量傳遞策略實現受體的CPL包含兩個過程:手性傳遞和能量傳遞。受體首先經過手性傳遞具備手性,進而依靠能量傳遞實現熒光發射,最終實現CPL。在一個體系中要同時滿足這兩個條件目前仍是一項巨大的挑戰,這可能阻礙了非液晶體系制備CPL材料的進一步發展。因此,探究僅僅依靠能量傳遞過程能否實現受體的CPL對基礎研究和實際應用都具有重要的意義。
圖1 兩種圓偏振熒光能量傳遞途徑制備CPL
圖2 雙層膜(b-e)和復合膜(g-h)的CD譜圖
為研究雙層膜和混合膜的CPL產生機理,對兩種膜體系的CPL信號進行匯總,結果如表1。前面提到,無論是雙層膜還是混合膜材料體系,都不存在手性傳遞,因此,CPL的產生機理排除手性傳遞。通過表格1發現,混合膜的CPL方向和雙層膜的mode 1的CPL產生機理應該一致,和雙層膜的mode 2不同。在mode 1中,光源先穿過供體的手性熒光膜從而供體產生圓偏振光,然后此圓偏振光激發受體形成CPL。由于此時的雙層膜中的手性熒光膜(供體)和非手性熒光膜(受體)具有空間的隔離效應,因此CPL產生機理是受體通過RET過程吸收供體的圓偏振熒光的能量從而發射和供體相同旋向的CPL;在混合膜中同理,其CPL產生機理是受體通過FRET過程吸收供體的圓偏振熒光能量而發射和供體相同旋向的CPL。而雙層膜的mode 2,其CPL產生機理是手性聚炔對受體的熒光的選擇性吸收和透射作用。
注:R代表右旋圓偏振光,L代表左旋圓偏振光。
原文鏈接:https://doi.org/10.1021/acs.chemmater.2c03322
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