近红外圆偏振发光(NIR-CPL)材料作为一种新兴的光功能材料, 在光学显示、生物探测和信息存储等领域具有巨大的应用前景. 近年来, 随着研究的深入, NIR-CPL材料的研究范围逐渐涵盖手性过渡金属配合物、聚合物以及有机小分子等多个领域. 本综述聚焦近年来纯有机NIR-CPL材料的研究进展, 系统总结出有机NIR-CPL分子的设计策略, 为研究者在设计并合成有机NIR-CPL材料提供了理论和策略. 此外, 对有机NIR-CPL的发展方向进行了展望, 为研究者提供了研究思路.
近年来, 对于圆偏振发光(CPL)材料的研究不断深化与拓展, 研究由起初聚焦于手性有机镧系元素(Ln)配合物逐渐涵盖手性过渡金属配合物、聚合物、钙钛矿以及有机小分子等多个领域. 与此同时, 相关研究从最初的理论探讨和实验验证逐步迈向实际生产应用, 研究人员对CPL的优越性能有了更为深刻的认识. CPL光谱的独特之处在于, 它由手性发光物质对左右圆偏振光的不同自发辐射构成, 因此能够携带更为丰富的信息, 且不受角度依赖性的限制. 这一特性使得CPL在多个领域得到广泛应用, 包括3D光学显示器、防伪技术、量子通信、生物探针等.
目前有机CPL荧光材料的研究主要集中在可见光范围内, 对于有机近红外(650~1500 nm)圆偏振发光(NIR-CPL)材料的报道有限. 然而, 具有圆偏振信号的近红外发光材料在某些特定应用场景下可能展现出更高的应用价值. 例如, 其强穿透能力, 在需要精确控制光的偏振状态的生物医学诊疗中有着更好的应用; 其丰富的信息存储能力, 有望在先进防伪领域得到应用. 除此之外, 电致圆偏振光独特的性质引发了对深红乃至近红外圆偏振聚合物发光二极管(CP-PLED)和圆偏振有机发光二极管(CP-OLED)器件的探索兴趣. 为了使有机CPL材料在近红外区域获得高效的发光性能, 合理设计分子结构以提高发光量子产率和不对称因子值具有重要意义. 因此, 在本综述中, 主要讨论高效有机NIR-CPL材料的设计策略和研究进展.
本文收录于2024年第8期“手性发光材料专刊”.
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刘建勋, 梁宁, 冯岩松, 姚长江*. 有机近红外圆偏振发光材料研究进展. 中国科学: 化学, 2024, 54(8): 1277-1288
