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  有機室溫磷光聚合物（RTP）在光學信息領域具有重要的應用價值。然而，要實現具有高不對稱因子圓偏振的有機超長室溫磷光材料仍然面臨巨大挑戰。最近，南京郵電大學趙強教授、李炳祥教授、馬云教授與南京大學陸延青教授團隊在圓偏振有機超長室溫磷光領域取得了新的進展。他們通過將RTP共聚物摻雜到手性螺旋超結構（CHS）中，成功實現了圓偏振不對稱因子為1.49和衰減時間為735毫秒的有機超長室溫磷光體系（RTP-CHS）。相比之前報道的RTP材料，該體系的圓偏振發光不對稱因子提高了兩個數量級。同時，在光照和熱處理下表現出優異的穩定性。此外，基于RTP-CHS的高不對稱因子和長余輝的特點，該研究還探索了RTP-CHS在光學多路復用信息加密領域的應用。這項研究為實現高性能的有機超長室溫磷光材料以及光學信息加密提供了重要的科學基礎。相關研究成果以“Circularly Polarized Organic Ultralong Room-Temperature Phosphorescence with a High Dissymmetry Factor in Chiral Helical Superstructures”為題，已發表在國際學術期刊Advanced Materials（DOI:  10.1002/adma.202306834.）。

  長壽命RTP是一種引人注目的光學現象，其指的是在激發光源停止后，該材料能夠持續發出余暉時間達數秒。這種磷光長余輝現象拓展了發光信號的維度，為光學多路復用、防偽和信息保護等領域帶來潛在的應用價值。近年來，長壽命RTP有機材料引起了廣泛的研究興趣。相對于傳統的無機材料，RTP有機材料具有制備方法簡便、易獲取且成本較低等優點，成為一個非常重要的研究領域。目前，已經發展出多種有機長壽命RTP材料，并成功應用于感測、成像和信息加密等多種光學多路復用應用中。當前的研究重點集中在實現更高級和更先進的光學多路復用應用，因此迫切需要擴展光信號的維度。將長壽命RTP材料與圓偏振發光相結合，可以有效解決這一問題。然而，迄今為止僅少數具有圓偏振特性的有機超長磷光材料被報道出來，它們通常基于有機晶體的聚集，通過限制手性小分子在聚合物骨架中的運動或者在剛性主體基質中限制有機小分子運動來實現（如圖1a所示）。然而，這些方法獲得的圓偏振發光不對稱因子在10^-3至10^-2的范圍內，遠低于理論最大值2.0，這對于高性能光學多路復用的應用是不利的。

圖1. （a） 傳統的三種實現圓偏振有機超長室溫磷光（CP-OURTP）的方法；（b） 本工作實現CP-OURTP所采用的方法。

研究亮點

1) RTP-CHS薄膜的光物理性質

圖2. RTP共聚物和RTP-CHS的光物理性質。

2) 磷光余暉的熱活性

圖3. 在RTP聚合物的濃度為5 wt.%的RTP-CHS體系中，磷光余輝隨著溫度的變化發生可逆變化。

3) RTP-CHS的應用

圖4. 光可編程室溫磷光聚合物-手性螺旋超結構（RTP-CHS）薄膜的應用。

總結與展望

  對于大多數報道的磷光材料而言，其圓偏振發光不對稱因子值相對較低，一般在10^-2至10^-3的數量級范圍內。因而，對于具有長余輝和高不對稱值的RTP材料的需求越來越高。本團隊通過將RTP共聚物和CHS結合，成功實現了發光不對稱因子高達1.49和余暉壽命為735毫秒體系。此外，設計了基于RTP聚合物的溫度控制手性光學開關，且具有較好的穩定性。最后，基于RTP-CHS 的長余輝和高不對稱因子的特點，構建了基于光學多路復用的RTP信息加密裝置。此研究將在信息安全、手性光學設備和光學檢測器領域具有潛在的應用價值。

  論文信息

  Circularly Polarized Organic Ultralong Room-Temperature Phosphorescence with a High Dissymmetry Factor in Chiral Helical Superstructures

  Jiao Liu^a?, Zhen-Peng Song^a?, Juan Wei^b?, Jun-Jie Wu^a, Meng-Zhu Wang^b, Jian-Gang Li^b, Yun Ma^b,*, Bing-Xiang Li^a,*, Yan-Qing Lu^c,* and Qiang Zhao^{a, b,*}

  論文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.202306834