研究人員實(shí)現(xiàn)手性光學(xué)不對(duì)稱因子和發(fā)光效率同時(shí)增強(qiáng)
圓偏振發(fā)光(CPL)材料在3D顯示、光學(xué)存儲(chǔ)、信息加密等領(lǐng)域頗具應(yīng)用潛力。目前,發(fā)展具有高發(fā)光不對(duì)稱因子(glum)的材料是其實(shí)際應(yīng)用的關(guān)鍵。既往研究發(fā)現(xiàn),通過(guò)三重態(tài)-三重態(tài)湮滅(TTA)實(shí)現(xiàn)的上轉(zhuǎn)換圓偏振發(fā)光比直接激發(fā)手性分子的圓偏振發(fā)光具有更高的不對(duì)稱因子。然而,該體系的glum依然有提升的空間,且激子湮滅機(jī)制對(duì)發(fā)光量子效率存在負(fù)面影響。近日,中國(guó)科學(xué)院國(guó)家納米科學(xué)中心段鵬飛研究團(tuán)隊(duì)與吳曉春研究團(tuán)隊(duì),通過(guò)構(gòu)筑貴金屬等離子體和手性上轉(zhuǎn)換膠束的納米復(fù)合體系,將三重態(tài)-三重態(tài)湮滅與表面等離基元增強(qiáng)效應(yīng)相結(jié)合,實(shí)現(xiàn)了手性光學(xué)不對(duì)稱因子和發(fā)光效率的同時(shí)增強(qiáng)。
研究人員將手性發(fā)光分子和敏化劑包覆于陽(yáng)離子型表面活性劑CTAB中,形成具有上轉(zhuǎn)換CPL性質(zhì)的膠束,之后通過(guò)靜電吸附將表面為負(fù)電荷的金納米棒(AuNRs)與膠束復(fù)合,制備出膠束/AuNRs的納米復(fù)合物?蒲腥藛T對(duì)膠束的圓偏振發(fā)光性質(zhì)進(jìn)行研究,發(fā)現(xiàn)利用635 nm可見光激發(fā)得到的上轉(zhuǎn)換CPL比紫外光直接激發(fā)手性分子的CPL表現(xiàn)出更大的glum值,說(shuō)明TTA對(duì)放大發(fā)光不對(duì)稱因子的作用具有普遍性。在膠束/AuNRs體系中,研究人員觀察到上轉(zhuǎn)換發(fā)光強(qiáng)度增加,在表面等離激元增強(qiáng)作用下,發(fā)光強(qiáng)度可以得到6.7倍的提升。同時(shí),該復(fù)合體系的上轉(zhuǎn)換CPL相對(duì)純膠束也有明顯增強(qiáng)。在最佳膠束/AuNRs比例下,glum可以達(dá)到10-2量級(jí)。不僅激發(fā)態(tài)手性,膠束的圓二色吸收性質(zhì)也在AuNRs的作用下得到提升,表明了表面等離激元增強(qiáng)效應(yīng)對(duì)分子基態(tài)和激發(fā)態(tài)均有影響。通過(guò)探究具有不同等離基元共振性質(zhì)的膠束/納米顆粒體系并結(jié)合模擬計(jì)算,研究證明等離子體的共振場(chǎng)強(qiáng)度是影響手性分子光物理性質(zhì)的重要因素,共振場(chǎng)越強(qiáng)則可以實(shí)現(xiàn)更好的增強(qiáng)效果。 ![]() 圖1.同時(shí)增強(qiáng)上轉(zhuǎn)換發(fā)光強(qiáng)度和發(fā)光不對(duì)稱因子的膠束/等離子體復(fù)合體系示意圖。 ![]() 圖2.膠束/AuNRs復(fù)合物的形成及光學(xué)性質(zhì)表征。a、膠束/AuNRs復(fù)合物的透射電鏡照片;b、膠束和膠束/AuNRs復(fù)合物的上轉(zhuǎn)換發(fā)光光譜;c、各體系的發(fā)光不對(duì)稱因子;d、膠束與膠束/AuNRs的圓二色吸收不對(duì)稱因子;e、模擬計(jì)算不同金納米棒在635 nm處的電場(chǎng)強(qiáng)度分布;f、不同金納米棒對(duì)膠束基態(tài)和激發(fā)態(tài)手性的增強(qiáng)效應(yīng)。 表面等離基元增強(qiáng)是提升手性物質(zhì)光學(xué)性質(zhì)的有效、普適的方案,通過(guò)等離子體增強(qiáng)效應(yīng)可以提高上轉(zhuǎn)換發(fā)光強(qiáng)度,并可以進(jìn)一步放大CPL的發(fā)光不對(duì)稱因子。利用等離子體構(gòu)筑的具有高發(fā)光效率和發(fā)光不對(duì)稱性的復(fù)合物,將有助于光學(xué)活性物質(zhì)的進(jìn)一步應(yīng)用。相關(guān)研究成果發(fā)表在《自然-通訊》(Nature Communications)上。 論文鏈接:https://www.nature.com/articles/s41467-022-35699-z |
最新評(píng)論
-
likaihit 2023-01-20 00:09好牛逼啊
-
redplum 2023-01-20 00:10今天簽到了嗎
-
tassy 2023-01-20 01:45有助于光學(xué)活性物質(zhì)
-
zeno 2023-01-20 09:40
研究人員實(shí)現(xiàn)手性光學(xué)不對(duì)稱因子和發(fā)光效率同時(shí)增強(qiáng)
-
wangjin001x 2023-01-20 11:09研究人員實(shí)現(xiàn)手性光學(xué)不對(duì)稱因子和發(fā)光效率同時(shí)增強(qiáng)
-
tomryo 2023-01-20 22:39研究人員實(shí)現(xiàn)手性光學(xué)不對(duì)稱因子和發(fā)光效率同時(shí)增強(qiáng)
-
phisfor 2023-01-24 10:49研究人員實(shí)現(xiàn)手性光學(xué)不對(duì)稱因子和發(fā)光效率同時(shí)增強(qiáng)
-
譚健 2023-01-24 22:01有助于光學(xué)活性物質(zhì)