具有圆偏振发光（CPL）特性的有机室温磷光（RTP）在手性光电子学中具有极高价值，但发光效率（Φ）和不对称因子（glum）之间的权衡问题仍然具有挑战性。
2024年11月14日，南京工业大学安众福教授团队在Advanced Materials期刊发表题为“High‐Performance Circularly Polarized Phosphorescence by Confining Isolated Chromophores with Chiral Counterions”的研究论文，团队成员叶文鹏、孟振功教授为论文共同第一作者，安众福教授为论文通讯作者。
该研究通过电离诱导组装构建了手性离子晶体（R/S-DNP），其中羧基阴离子的孤立发色团被周围的手性反离子紧密限制。具有不对称堆叠的长程有序和手性反离子与孤立的发色团通过高密度静电相互作用紧密相连，进行分子组装，从而同时实现出色的单分子RTP发射和高效的手性转移。ΦP和glum的同步增强分别达到43.2%和0.13%。由于离子材料具有优异的CPL性能，其在电驱动圆偏振磷光器件中通过可编程控制实现了前景广阔的手性光学加密。这一结果不仅使人们对结构与手性RTP性能之间的关系有了更深入的了解，而且为开发具有潜在应用价值的高效手性材料提供了指导。
DOI：10.1002/adma.202410073
有机RTP材料因其100%的激子利用率、长寿命、大斯托克斯位移等特点而备受关注。为了促进三重态激子的辐射跃迁以实现RTP发射，研究人员进行了各种尝试，包括结晶、聚合、主客体掺杂、超分子组装等。结晶是实现具有手性特性的卓越RTP性能的一种非常成功的策略，但不可避免地会受到分子间聚集引起的激子淬灭，如由π-π相互作用引起的三重态-三重态湮灭（TTA）、分子运动引起的非辐射跃迁等。因此，迄今为止，圆偏振磷光（CPP）的效率还不到10%，而晶体中的glum值则相对较低，低于2.0×10-2。由于μ值较低，开发具有优异手性的高效RTP材料具有内在优势，但仍是一项挑战。研究发现，限制孤立发色团（CIC）是提高发光性能的另一种方法，它能赋予离子晶体高效的单分子发射，而不是聚集。
考虑到这一点，研究人员认为将CIC策略与刚性手性微环境的构建相结合，将使材料具有优异的CPP性能。这种材料可以通过磷光发色团和手性功能单元通过高密度离子键键合形成。与氢键、卤素键等相比，较强的离子键没有方向性和饱和特征，可以构建刚性的分子环境，有效抑制非辐射跃迁。因此，通过离子化稳定孤立的发色团，可以显著提高RTP效率，保护发色团免受聚集和分子运动的淬灭。多重静电相互作用和长程有序手性单元有利于提高不对称因子值。
总之，该研究用高效室温手性磷光合成了R/S-DNP的两个手性对映体。R/S-DNP晶体不仅具有高达43.2%的RTP效率和22.81 ms的长寿命，而且具有高达0.13的CPP不对称因子。结合实验和理论结果发现，在CIC策略中使用手性反离子不仅可以促进高效单分子磷光，还可以通过高密度离子键引发分子间组装，实现有效的手性转移和放大，从而同时提高CPP性能中的发光效率（Φ）和不对称因子（glum）。该研究不仅为高效CPP材料的开发铺平了道路，也为有机电子领域的潜在应用奠定了基础。
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