圆偏振发光聚合物材料的研究进展

总结了圆偏振发光聚合物材料的最新研究进展,综述了基于手性主链、手性侧链、非共价相互作用及掺杂型的圆偏振发光聚合物材料体系,介绍了其在圆偏振发光二极管、信息加密和显示成像、手性传感等领域的应用,并对圆偏振发光聚合物材料目前面临的挑战及未来的发展进行了展望。

点手性调控的四股Eu_(2)L_(4)螺旋体的同手性自组装及圆偏振发光

β-二酮具有优异的敏化能力,是应用最广泛敏化镧系配合物发光的配体之一。但由于难以引入手性基团参与共轭体系的电子跃迁,限制了其在镧系圆偏振发光(CPL)材料中的应用。结合螺旋结构的固有手性L R/S,通过引入点手性的方式成功构筑了一对对映体纯的手性双核四股铕螺旋体(HNEt_(3))_(2)(Eu_(2)L_(4))。结合全面的光谱表征证实了配体取代基的点手性成功诱导两个稀土Eu^(3+)离子采取相同的Λ或Δ构型,并形成具有单一M或P螺旋构象的螺旋体。配合物的镜像圆二色(CD)和CPL光谱进一步验证了一对光学纯对映体的形成。手性光学性质研究显示螺旋体表现出适中的发光不对称因子∣(g_(lum)∣=0.043)和良好的发光量子产率(QY=23%)。该研究将螺旋体的手性与β-二酮的优异敏化能力有效地结合起来,为手性镧系CPL材料的合成提供了有效的策略。

电泵浦有机发光二极管衬底侧向辐射研究

有机发光二极管衬底侧向辐射光谱与正向辐射光谱相比,存在明显的窄化现象。研究影响器件侧向辐射光谱窄化的因素,进一步减小辐射光谱的线宽,可为电泵浦有机发光二极管激光辐射研究打下基础。本文研究了随有机发光二极管空穴传输层NPB厚度的变化,器件衬底侧向辐射光谱的半高宽、峰位以及偏振特性的变化情况。比较了有机发光二极管衬底边缘两侧蒸镀银膜与未蒸镀银膜时的衬底侧向辐射光谱。研究发现蒸镀银膜时有机发光二极管的衬底侧向辐射光谱半高宽变窄,并且当空穴传输层NPB的厚度为130 nm时,器件衬底侧向辐射光谱半高宽低至14 nm。说明器件衬底两侧存在银膜作为反射镜的情况下,衬底中侧向传播的光将受到光学谐振腔的作用。本文的研究结果为有机发光二极管辐射光谱的窄化和辐射光放大提供了一种新思路。

具有聚集诱导发光功能的圆偏振发光液晶材料

圆偏振光是光矢量端点轨迹为圆的光,它在传播时光矢量的大小不变而振动方向随相位而改变。通常,非偏振光首先通过偏振片转化为线偏振光,再通过λ/4波片分解为左旋或右旋圆偏振光。这一物理过程所获得的圆偏振光能量损耗一般超过50%。而通过构筑聚集诱导发光手性液晶分子直接获得圆偏振光,可以获得高的荧光量子效率和大的不对称因子,有效降低了能量损耗。因此,聚集诱导发光手性液晶受到了研究人员的广泛关注。本文基于聚集诱导发光基团修饰手性液晶分子的设计与合成,以及手性聚集诱导发光分子体系掺杂向列相液晶这两类方法,综述了本领域的研究进展,讨论了聚集诱导发光液晶分子结构设计和聚集态的形成对圆偏振发光和聚集诱导发光性能的影响,展望了这种新型光学材料所面临的机遇和挑战。

圆偏振发光材料研究获新进展

华东理工大学化学与分子工程学院、费林加诺贝尔奖科学家联合研究中心教授马骧团队与物理学院激光物理与量子调控团队合作,在圆偏振发光(CPL)材料的研究中取得重要进展。科学家通常采用电镜、旋光仪或其他光谱方法来分析和讨论手性材料的手性或不对称性。然而,随着CPL光谱技术的发展,CPL光谱逐渐成为表征发光材料手性的主要技术手段。在该研究中,研究人员发现,除了手性结构可以诱导CPL发光外,非手性有序结构也可以对CPL信号产生显著影响。这些非手性结构对CPL信号的影响主要体现在微观或宏观的颗粒尺度上,很难通过简单通用的宏观测量策略来消除。

有机自组装低维圆偏振发光材料的研究进展

具有圆偏振发光(CPL)性质的材料由于在3D显示、光学存储以及光学防伪等领域的重要应用,近年来越来越受到研究人员的关注。超分子策略能够将不同类型的分子组装成具有独特功能的低维(零维、一维和二维等)结构,因而成为构筑CPL活性有机低维材料的最有效方法之一。本文从超分子自组装驱动力的角度综述了近几年自组装CPL活性有机低维材料的研究进展。首先,本文系统地总结了现阶段设计自组装CPL活性有机低维材料的策略,其次重点讨论了这类材料的性能及应用,最后探讨了这一领域未来的发展机遇和挑战。

有机偏振发光材料及其成膜技术研究进展

本文对近年来有机偏振发光及其发光材料和成膜技术的发展进行了综述。重点从材料化学结构与偏振发光的关系出发,系统地讨论了几类发光材料的性质、定向排列成膜的方法及其有机偏振发光器件的制作和应用。

有机园偏振发光材料进展

本文综述了有机园偏振光发光材料的新发展 。

高效圆偏振发光的两种新策略：手性发光分子界面自组装和电荷转移态发光

发光不对称因子(glum)和发光量子效率(ΦPL)是评估圆偏振发光(CPL)材料性能的两个重要的参数。一般而言,glum是由电偶极跃迁距和磁偶极跃迁距决定的。有机体系中,相比于电偶极跃迁距,磁偶极跃迁距往往是可以忽略的1,2。因此,具有较大电偶极的有机小分子其荧光量子效率很高,但是其不对称因子往往很小,即glum和ΦPL是存在一个此消彼长的矛盾关系。

偏振光复用的液晶体光栅波导AR近眼显示系统

光波导组合器在增强现实显示的出瞳扩展和外观薄化方面颇具优势。出瞳扩展技术是通过在耦出区域诱导多次衍射,将光线引导至人眼。然而,这种多次衍射可能导致出瞳亮度在沿光路径的空间分布上逐渐减弱,从而造成亮度不均。特别是当使用液晶制备而成的偏振体全息光栅作为耦合元件时,由于光栅仅对一种圆偏振光敏感,与之正交的圆偏振光会被直接透射,导致波导系统的能量利用率并不高。针对这一挑战,本文提出了一种实现左旋和右旋圆偏振光复用的偏振体全息光栅光波导AR显示光学系统,同时实现了大出瞳尺寸和良好入眼均匀性。在理论设计和仿真方面,首先通过k空间理论设计了大视场角下的光栅结构,再以微型发光二极管(Micro-LED,μLED)作为微显示屏,设计了一套与之匹配的投影镜头,并对整个波导系统进行了成像仿真。在实验部分,制备了中心波长为532 nm、出瞳尺寸为45 mm×25 mm的偏振体全息光栅波导。实验结果显示,该波导系统在基板折射率为1.51下的对角线视场角达到了预期的32.86°。相比于仅响应单一圆偏振光的方案,采用九点法测得的均匀性提升了48.8%,整体均匀性提升了34.1%,波导组合器的光学效率也实现了1.2倍的提升。本文工作为偏振体全息光栅波导的设计提供了宝贵的指导和参考。

诱导手性圆偏振发光材料的研究进展

圆偏振发光(CPL)材料由于信息密度大和无视角依赖性,在加密存储、生物编码及三维显示等领域具有广泛的应用前景。超分子化学法是构筑CPL材料的主要途径,发光单元在超分子化学组装体中的手性排列是调控CPL材料性能的关键因素。本文从组装体诱导发光单元手性排列、超分子凝胶、介孔模板以及高分子诱导手性组装的角度综述了近年来CPL材料的研究进展,并对这些方法的特点进行了评述。今后,利用模板法来调控CPL材料的性能,特别是提高CPL材料的不对称因子和发光强度仍然是这一领域的重要研究方向,而高分子的可控组装为实现这一目标提供了可能。

圆偏振发光高分子的研究

综合评述了近年来有关圆偏振发光高分子的研究 ,包括圆偏振发光高分子的潜在应用及其在发光高分子理论研究上的意义、圆偏振发光高分子的类型与性能表征等 ,并提出了三条获得高度圆偏振发光高分子的可能途径。

手性联二萘侧基聚(3,3’-联咔唑对苯二腈)的合成及其聚集诱导发光和圆偏振发光性能研究

以手性联二萘(BINOL)取代的2,3-二氟对苯二腈和3,3-联咔唑为单体,通过碳-氮偶联反应得到一对共轭聚合物(R)-P1和(S)-P1,并且通过1 H NMR与13 C NMR、凝胶渗透色谱(GPC)、热重分析(TGA)、荧光发射光谱(PL)、圆二色谱(CD)和圆偏振发光(CPL)光谱等对聚合物的化学结构、分子量、热稳定性以及光物理性质等进行了表征.结果表明:该聚合物具有明显的聚集诱导发光(AIE)性质;手性联二萘侧基能有效地诱导共轭主链的微环境,使该聚合物具有手性活性,且表现出CPL特性.

不同取代位置的萘衍生两亲分子在气/液界面组装膜中的螺旋结构与圆偏振发光

Langmuir-Blodgett(LB)技术可在二维气/液界面上精确地控制分子之间的排列及堆积方式,构建有序超薄膜及纳米组装体.同时,界面这一不对称环境也可有效放大组装体的手性信息,实现超分子体系中的手性传递和手性放大.本文研究了萘环取代位置不同的两种手性两亲分子——N,N′-双十八烷基-α-萘-L-氨基-谷氨酸二酰胺(1NLG)和N,N′-双十八烷基-β-萘-L-氨基-谷氨酸二酰胺(2NLG)在气/液界面的铺展及组装行为,发现同分异构效应影响了两亲分子在界面的排列,1NLG组装形成了均一的纳米带状结构,而2NLG则形成了左手螺旋结构,并且2NLG薄膜表现出圆偏振发光(CPL)性质,其不对称因子(glum)比三维体相组装体(超分子凝胶)大23倍,表明界面促进了超分子手性的放大.

大功率低偏振度超辐射发光二极管的研制

超辐射发光二极管(SLED)是一种非相干性光源,具有激光器功率大,耦合效能高的优点,同时也有着频谱宽、相干长度短等特点,可以应于光学相干层析技术和波分复用技术等领域。未来的发展方向是更大的功率,更大的带宽以及更低的消光比。本论文研究了1310 nm波段具有掩埋异质结构的高性能SLED芯片的设计与波导工艺制作,采取7°倾斜波导并镀上反射率小于0.1%的增透膜。经测试该SLED芯片具有大的饱和出光功率(超过20 mW),低的偏振消光比(低于0.5 dB),以及良好的光谱特性(3 dB光谱带宽大于50 nm,光谱纹波小于0.1 dB)。

福建物构所白光圆偏振发光材料研究获进展

中国科学院福建物质结构研究所结构化学国家重点实验室洪茂椿课题组通过不对称自组装,获得一对具有螺旋手性的Cu(Ⅰ)配位聚合物。研究通过发挥化合物独特的手性结构和双峰发射的特性,实现了具有高显色指数和不对称因子的本征圆偏振白光材料。研究利用构象多变的非手性有机配体与一价铜簇通过配位自组装,自发拆分得到一对具有手性的二维层状配位聚合物(1-M/1-P)。单晶结构分析显示其手性来自于烧瓶状结构基元的多重螺旋组装。

有机硼氮(B/N)圆偏振发光手性分子的研究进展:合成、结构及其性能表征

圆偏振发光(CPL)分子作为一类特殊的手性发光材料,近年来在材料科学、光学传感、信息加密和生物成像等领域展现出一定的应用潜力.主族元素的掺杂是调控圆偏振发光分子手性光学特性的有效策略,最近也取得了显著的研究进展.该综述旨在探讨主族元素掺杂对圆偏振发光分子结构及性质的影响,重点介绍了本课题组在硼氮(B/N)掺杂手性分子设计及其圆偏振发光性能方面所取得的部分成果.在此,我们从轴向、螺旋和平面手性分子等三个方面进行了简要概述,并系统分析了手性分子结构与其独特手性光学性能之间的内在关系.

有机近红外圆偏振发光材料研究进展

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.

基于三重态-三重态湮灭的上转换圆偏振发光

基于三重态-三重态湮灭的上转化过程能够放大圆偏振发光,比普通圆偏振发光的不对应因子(glum)大一到两个数量级。主要是因为上转化中的三重态-三重态能量转移和三重态-三重态湮灭过程可以增强圆偏振发光,这为我们设计具有高不对称因子的圆偏振发光材料提供了新的策略。

华东理工大学圆偏振钙钛矿发光研究获新进展

近日,华东理工大学化学与分子工程学院朱为宏教授、吴永真教授和物理学院郑致刚教授团队合作在圆偏振钙钛矿发光研究方面取得进展,相关成果以“不对称因子高达1.9的钙钛矿/软物质螺旋双层器件圆偏振发光”为题,发表在知名期刊《物质》上。据悉,圆偏振发光(CPL)是指发光体系发射出具有差异的左旋和右旋圆偏振光的现象,其在三维显示、生物传感、加密防伪、光催化不对称合成等领域具有广泛的应用前景。