Angew. Chem. Int. Ed.：自組裝發光量子點構筑全色白光圓偏振光

【引言】

近年來，手性無機納米材料由于在不對稱催化、負折射率材料及高靈敏度生物分析中的應用而引起了國內外學者的關注。由于金和銀的等離子效應、化學穩定性高和一些顯著的物理性能，基于金和銀的手性納米材料已經被廣泛研究。由于手性無機半導體材料由于較高的化學活性而具有獨特的旋光效應。但是由于手性半導體納米材料偏振旋轉性能較弱，其相關研究非常罕見。許多研究中檢測到了氧族半導體納米材料（例如CdS與CdTe）量子點的圓二色性(CD)，然而很難實現量子點的圓偏振發光(CPL)。因此研究一種普適性方法來制備圓偏振發光量子點顯得尤為重要。

【成果簡介】

近日，燕山大學焦體峰教授與國家納米中心劉鳴華教授、段鵬飛教授（共同通訊作者）等人在Angew. Chem. Int. Ed.上發表最新研究成果 “Self-Assembled Luminescent Quantum Dots To Generate Full-Color and White Circularly Polarized Light”。在該文中，研究者提出通過手性超分子凝膠劑與非手性的無機量子點自主裝實現量子點的圓偏振發光（CPL），并實現了CPL可調。將手性凝膠劑與非手性量子點簡單混合即可得到全色可調節圓偏振發光量子點，偏振光的手性可根據超分子凝膠的手性調節。該研究通過調節量子點的比例首次得到白光圓偏振發光量子點，為功能旋光材料的設計提供了新思路。

【圖文導讀】

圖1 量子點的結構、紫外燈下的光學照片、熒光光譜圖、CPL圖譜

（a）凝膠劑與量子點分子結構；

（b）紫外光照射下不同自組裝CdSe/ZnS量子點凝膠顯現出的不同的顏色；

（c）不同凝膠的熒光光譜圖；

（d）量子點凝膠的CPL譜圖。

圖2 量子點摻雜LGAm電鏡圖

（a）LGAm凝膠納米管SEM圖片；

（b）LGAm凝膠納米管TEM圖片；

（c，c’）綠色CdSe/ZnS量子點摻雜的LGAm共凝膠TEM圖片;

（d，g）藍色CdSe/ZnS量子點摻雜的LGAm TEM圖片與激光掃描共聚焦電鏡圖片；

（e，h）綠色CdSe/ZnS量子點摻雜的LGAm TEM圖片與激光掃描共聚焦電鏡圖片；

（f，i）紅色CdSe/ZnS量子點摻雜的LGAm TEM圖片與激光掃描共聚焦電鏡圖片。

圖3 組裝體與分解體的CPL曲線、蓋帽劑隔離長度對手性轉移的影響

（a）綠光量子點摻雜的共凝膠的組裝體與分解體及其CPL曲線；

（b）配體的隔離長度決定從手性納米管轉移至量子點的可能性。

圖4 白光共凝膠熒光光譜圖、CIE色坐標圖、熒光顯微鏡圖片、不對稱因子-波長曲線圖

（a）白光共凝膠熒光光譜圖（插圖為紫外燈照射下圖片）；

（b）白光共凝膠CIE色坐標；

（c）白光共凝膠熒光顯微照片；

（d）CPL不對稱因子glum相對于波長的關系曲線。

【小結】

在文中，研究者組裝非手性量子點與手性凝膠劑制備得到圓偏振發光量子點，在此過程中量子點以手性凝膠為模板沿凝膠納米管組裝得到均一手性納米管，并且該研究發現凝膠劑的手性可調節量子點圓偏振發光信號的偏手性。量子點的配體與凝膠劑氨基基團之間的靜電作用和氫鍵在手性凝膠劑納米管與量子點之間的手性轉移起非常重要的作用，除此之外，配體在量子點上的隔離長度也影響手性轉移的有效性。該研究首次制備得到白光圓偏振發光量子點，為CPL發光材料的制備與設計提供了新思路。

文獻鏈接：Self-Assembled Luminescent Quantum Dots To Generate Full-Color and White Circularly Polarized Light（Angew. Chem. Int. Ed. 2017, DOI: 10.1002/anie.201706308）

本文由材料人編輯部曾沙編譯，朱曉秀審核，點我加入材料人編輯部。

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