Angew. Chem. Int. Ed.：自组装发光量子点构筑全色白光圆偏振光

【引言】

近年来，手性无机纳米材料由于在不对称催化、负折射率材料及高灵敏度生物分析中的应用而引起了国内外学者的关注。由于金和银的等离子效应、化学稳定性高和一些显著的物理性能，基于金和银的手性纳米材料已经被广泛研究。由于手性无机半导体材料由于较高的化学活性而具有独特的旋光效应。但是由于手性半导体纳米材料偏振旋转性能较弱，其相关研究非常罕见。许多研究中检测到了氧族半导体纳米材料（例如CdS与CdTe）量子点的圆二色性(CD)，然而很难实现量子点的圆偏振发光(CPL)。因此研究一种普适性方法来制备圆偏振发光量子点显得尤为重要。

【成果简介】

近日，燕山大学焦体峰教授与国家纳米中心刘鸣华教授、段鹏飞教授（共同通讯作者）等人在Angew. Chem. Int. Ed.上发表最新研究成果 “Self-Assembled Luminescent Quantum Dots To Generate Full-Color and White Circularly Polarized Light”。在该文中，研究者提出通过手性超分子凝胶剂与非手性的无机量子点自主装实现量子点的圆偏振发光（CPL），并实现了CPL可调。将手性凝胶剂与非手性量子点简单混合即可得到全色可调节圆偏振发光量子点，偏振光的手性可根据超分子凝胶的手性调节。该研究通过调节量子点的比例首次得到白光圆偏振发光量子点，为功能旋光材料的设计提供了新思路。

【图文导读】

图1 量子点的结构、紫外灯下的光学照片、荧光光谱图、CPL图谱

（a）凝胶剂与量子点分子结构；

（b）紫外光照射下不同自组装CdSe/ZnS量子点凝胶显现出的不同的颜色；

（c）不同凝胶的荧光光谱图；

（d）量子点凝胶的CPL谱图。

图2 量子点掺杂LGAm电镜图

（a）LGAm凝胶纳米管SEM图片；

（b）LGAm凝胶纳米管TEM图片；

（c，c’）绿色CdSe/ZnS量子点掺杂的LGAm共凝胶TEM图片;

（d，g）蓝色CdSe/ZnS量子点掺杂的LGAm TEM图片与激光扫描共聚焦电镜图片；

（e，h）绿色CdSe/ZnS量子点掺杂的LGAm TEM图片与激光扫描共聚焦电镜图片；

（f，i）红色CdSe/ZnS量子点掺杂的LGAm TEM图片与激光扫描共聚焦电镜图片。

图3 组装体与分解体的CPL曲线、盖帽剂隔离长度对手性转移的影响

（a）绿光量子点掺杂的共凝胶的组装体与分解体及其CPL曲线；

（b）配体的隔离长度决定从手性纳米管转移至量子点的可能性。

图4 白光共凝胶荧光光谱图、CIE色坐标图、荧光显微镜图片、不对称因子-波长曲线图

（a）白光共凝胶荧光光谱图（插图为紫外灯照射下图片）；

（b）白光共凝胶CIE色坐标；

（c）白光共凝胶荧光显微照片；

（d）CPL不对称因子glum相对于波长的关系曲线。

【小结】

在文中，研究者组装非手性量子点与手性凝胶剂制备得到圆偏振发光量子点，在此过程中量子点以手性凝胶为模板沿凝胶纳米管组装得到均一手性纳米管，并且该研究发现凝胶剂的手性可调节量子点圆偏振发光信号的偏手性。量子点的配体与凝胶剂氨基基团之间的静电作用和氢键在手性凝胶剂纳米管与量子点之间的手性转移起非常重要的作用，除此之外，配体在量子点上的隔离长度也影响手性转移的有效性。该研究首次制备得到白光圆偏振发光量子点，为CPL发光材料的制备与设计提供了新思路。

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

本文由材料人编辑部曾沙编译，朱晓秀审核，点我加入材料人编辑部。

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