Kürzlich hat das Forschungsteam unter der Leitung des Forschers Wu Kaifeng und des assoziierten Forschers Cheng Pengfei von der Photoelectronic Materials Dynamics Group (Gruppe 1121) am Chemical Kinetics Laboratory des Dalian Institute of Chemical Physics der Chinesischen Akademie der Wissenschaften erhebliche Fortschritte bei der Untersuchung der Lumineszenzdynamik von Metallhalogeniden erzielt. Ihre Arbeit zeigt die regulierende Wirkung der Dotierung auf das zirkular polarisierte Lumineszenzverhalten chiraler Metallhalogenide und erreicht eine hocheffiziente zirkular polarisierte Cyan-Emission und eine effektive Erzeugung der zweiten Harmonischen in organischen -anorganischen Hybrid-Silber--Halogeniden.
Zirkular polarisiertes Licht trägt reichhaltige optische Informationen und birgt ein erhebliches Anwendungspotenzial in der Bildgebung, Sensorik und Photonik. In den letzten Jahren haben chirale Metallhalogenide mit zirkular polarisierter Emission aufgrund ihrer geringen Kosten und ihrer Verarbeitbarkeit in Lösung große Aufmerksamkeit auf sich gezogen. Die Chiralität dieser Materialien beruht jedoch hauptsächlich auf chiralen organischen Kationen, die in ihre Strukturen eingeführt wurden, deren begrenzte Vielfalt die Einstellbarkeit der Materialzusammensetzung stark einschränkt. Darüber hinaus konzentriert sich die zirkular polarisierte Emission derzeit beschriebener chiraler Metallhalogenide überwiegend auf die grünen, orangen und roten Bereiche, während die blaue zirkular polarisierte Emission, die für Hochleistungsbeleuchtung und optische Kommunikation von entscheidender Bedeutung ist, unerreicht bleibt.
In dieser Arbeit stellte das Forschungsteam null{0}dimensionale chirale Silberhalogenide zusammen, indem es achirale Methyl-triphenylphosphinkationen mit dreieckigen anorganischen Silber-iodeinheiten kombinierte. Durch die Dotierung mit Kupferionen steigerte das Team nicht nur die Lumineszenzeffizienz des Materials, sondern verlieh ihm auch eine zirkular polarisierte Lumineszenzaktivität, wodurch die zirkular polarisierte Emission in Metallhalogeniden auf den blauen Bereich ausgeweitet wurde. Die spektroskopische Charakterisierung ergab, dass die Kupferdotierung nicht nur die strahlungslose Rekombination in der Wirtsmatrix wirksam unterdrückt, sondern auch neue kupfer-assoziierte Lumineszenzzentren einführt. Dieser Ansatz erreicht eine Fluoreszenzquantenausbeute von nahezu 100 % und einen Emissionsasymmetriefaktor von 1,3 × 10⁻². Darüber hinaus verleiht ihm die intrinsische nicht-zentrosymmetrische Struktur dieses chiralen Systems eine polarisationsempfindliche Reaktion der zweiten Harmonischen und weist einen signifikanten Zirkulardichroismus der zweiten Harmonischen auf. Diese Arbeit schlägt eine chirale optische Modulationsstrategie für Metallhalogenide vor, die nicht auf chiralen Kationen beruht, und bietet einen neuartigen Ansatz für die Entwicklung von Metallhalogeniden mit sowohl zirkular polarisierter Lumineszenzaktivität als auch nichtlinearer optischer Reaktion.
Diese Arbeit mit dem Titel „Bright Cyan Circularly Polarized Lumineszenz and Efficient Second Harmonic Generation in Zero-Dimensional Silver-Based Halides with Achiral Cations“ wurde kürzlich in der Angewandte Chemie International Edition veröffentlicht. Die Co-Erstautoren sind Wang Sijia, ein Doktorand unseres Instituts, und Bai Tianxin, ein Postdoktorand in der Gruppe 1121. Diese Forschung wurde von der National Natural Science Foundation of China, dem Pionier-Sonderprojekt der Kategorie B der Chinesischen Akademie der Wissenschaften „Precise Detection of Chemical Reaction Transition States Using Extreme Ultraviolet Light Sources“, dem Central Universities Basic Research Fund und dem Innovation Fund des Instituts unterstützt.
