自從上轉換圓偏振發光（UC-CPL）這一概念提出至今，基于不同發光機制的UC-CPL已被一一報道，受到廣泛關注。目前，所得到的發光不對稱因子(glum)普遍較低，尋找一種能夠提升UC-CPL的發光不對稱因子，并兼具良好發光效率的方法，已成為上轉換圓偏振發光領域的重要問題。

　　近日，中國科學院國家納米科學中心研究員段鵬飛團隊發現將上轉換納米粒子（UCNPs）和鈣鈦礦納米晶（CsPbBr₃）分散進手性向列相液晶（N*LC）中，通過粒子間發生的能量轉移過程，能夠實現g_lum數值高達1.1的上轉換圓偏振發光（圖1）。在這個過程中，CsPbBr₃的發光恰好位于光子禁帶的中心，因此獲得的上轉換圓偏振光具有最高的g_lum值。UCNPs的發光由于處在光子禁帶的邊緣而被增強，并能夠通過輻射能量轉移過程進一步增強CsPbBr₃的發光。這種設計克服了光子禁帶中心對發光的抑制，使CsPbBr₃的上轉換圓偏振發光在具備高g_lum值的同時具有較強的發光強度。此外，CsPbBr₃的上轉換圓偏振發光和能量轉移過程都能夠通過電場和外力進行調控。相關研究成果發表在Advanced Materials（Adv. Mater. 2020, 32, 2000820）上。

　　圖1.CsPbBr₃和UCNPs在手性向列相液晶中發生輻射能量轉移過程的示意圖

　　近年來，段鵬飛研究團隊在構筑高效圓偏振發光材料的研究中取得進展，實現了各種光物理過程直接對發光物質的激發態手性進行調控，從而發展了多種調制CPL發光性質的方法。近期，研究團隊在Accounts of Chemical Research（2020, DOI: 10.1021/acs.accounts.0c00112）上發表了題為New perspectives to trigger and modulate circularly polarized luminescence of complex and aggregated systems: energy transfer, photon upconversion, charge transfer, and organic radical的綜述文章，對研究團隊近幾年在圓偏振發光過程的光物理調控等方面的研究工作進行了總結和展望。能量轉移、基于三重態-三重態湮滅的光子頻率上轉換、分子間電荷轉移和有機自由基發射等，這些光物理過程可以對單重、雙重以及三重激發態手性產生影響。通過對這些光物理過程的調控，可以實現圓偏振發光不對稱因子的顯著放大（圖2）。通過光物理過程對手性系統激發態的直接調控，為了解和調節CPL性質提供了新的研究視角，并將有助于開發智能手性光學材料。

　　圖2.各種激發態的不同光物理過程對其手性的影響以及對CPL性質的調控

　　研究工作得到國家自然科學基金、中科院戰略性先導科技專項（B類）、科技部重點研發計劃等的支持。