有机室温磷光聚合物（RTP）在光学信息领域具有重要的应用价值。然而，要实现具有高不对称因子圆偏振的有机超长室温磷光材料仍然面临巨大挑战。最近，南京邮电大学赵强教授、李炳祥教授、马云教授与南京大学陆延青教授团队在圆偏振有机超长室温磷光领域取得了新的进展。他们通过将RTP共聚物掺杂到手性螺旋超结构（CHS）中，成功实现了圆偏振不对称因子为1.49和衰减时间为735毫秒的有机超长室温磷光体系（RTP-CHS）。相比之前报道的RTP材料，该体系的圆偏振发光不对称因子提高了两个数量级。同时，在光照和热处理下表现出优异的稳定性。此外，基于RTP-CHS的高不对称因子和长余辉的特点，该研究还探索了RTP-CHS在光学多路复用信息加密领域的应用。这项研究为实现高性能的有机超长室温磷光材料以及光学信息加密提供了重要的科学基础。相关研究成果以“Circularly Polarized Organic Ultralong Room-Temperature Phosphorescence with a High Dissymmetry Factor in Chiral Helical Superstructures”为题，已发表在国际学术期刊Advanced Materials（DOI:  10.1002/adma.202306834.）。

  长寿命RTP是一种引人注目的光学现象，其指的是在激发光源停止后，该材料能够持续发出余晖时间达数秒。这种磷光长余辉现象拓展了发光信号的维度，为光学多路复用、防伪和信息保护等领域带来潜在的应用价值。近年来，长寿命RTP有机材料引起了广泛的研究兴趣。相对于传统的无机材料，RTP有机材料具有制备方法简便、易获取且成本较低等优点，成为一个非常重要的研究领域。目前，已经发展出多种有机长寿命RTP材料，并成功应用于感测、成像和信息加密等多种光学多路复用应用中。当前的研究重点集中在实现更高级和更先进的光学多路复用应用，因此迫切需要扩展光信号的维度。将长寿命RTP材料与圆偏振发光相结合，可以有效解决这一问题。然而，迄今为止仅少数具有圆偏振特性的有机超长磷光材料被报道出来，它们通常基于有机晶体的聚集，通过限制手性小分子在聚合物骨架中的运动或者在刚性主体基质中限制有机小分子运动来实现（如图1a所示）。然而，这些方法获得的圆偏振发光不对称因子在10^-3至10^-2的范围内，远低于理论最大值2.0，这对于高性能光学多路复用的应用是不利的。

图1. （a） 传统的三种实现圆偏振有机超长室温磷光（CP-OURTP）的方法；（b） 本工作实现CP-OURTP所采用的方法。

研究亮点

1) RTP-CHS薄膜的光物理性质

图2. RTP共聚物和RTP-CHS的光物理性质。

2) 磷光余晖的热活性

图3. 在RTP聚合物的浓度为5 wt.%的RTP-CHS体系中，磷光余辉随着温度的变化发生可逆变化。

3) RTP-CHS的应用

图4. 光可编程室温磷光聚合物-手性螺旋超结构（RTP-CHS）薄膜的应用。

总结与展望

  对于大多数报道的磷光材料而言，其圆偏振发光不对称因子值相对较低，一般在10^-2至10^-3的数量级范围内。因而，对于具有长余辉和高不对称值的RTP材料的需求越来越高。本团队通过将RTP共聚物和CHS结合，成功实现了发光不对称因子高达1.49和余晖寿命为735毫秒体系。此外，设计了基于RTP聚合物的温度控制手性光学开关，且具有较好的稳定性。最后，基于RTP-CHS 的长余辉和高不对称因子的特点，构建了基于光学多路复用的RTP信息加密装置。此研究将在信息安全、手性光学设备和光学检测器领域具有潜在的应用价值。

  论文信息

  Circularly Polarized Organic Ultralong Room-Temperature Phosphorescence with a High Dissymmetry Factor in Chiral Helical Superstructures

  Jiao Liu^a?, Zhen-Peng Song^a?, Juan Wei^b?, Jun-Jie Wu^a, Meng-Zhu Wang^b, Jian-Gang Li^b, Yun Ma^b,*, Bing-Xiang Li^a,*, Yan-Qing Lu^c,* and Qiang Zhao^{a, b,*}

  论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.202306834