銅(I)配合物因廉價易得、環境友好、結構多樣、光物理性能獨特等特點，在有機發光二極管和光學傳感器等領域具有廣闊的應用前景。近年來，基於「卡賓-銅(I)-芳胺」（CMA） 構型的二配位銅(I)配合物因具有較高發光量子效率和較短的激發態壽命（通常短於1 μs），被認為是新一代最具潛力的廉價金屬有機發光材料。
然而，目前CMA銅(I)配合物的研究大多集中於單分子，其聚集態下的光物理特性鮮有報道。另外，儘管手性卡賓配體已被廣泛報道，但基於手性卡賓配體的CMA銅(I)配合物及其圓偏振發光（CPL）特性依然亟待研究。
圖1.該工作報道的手性CMA銅(I)配合物結構式及其晶體結構
基於上述考慮，武漢大學龔少龍教授團隊以手性氮雜環卡賓作為受體和吖啶為給體，構建了首例手性CMA銅(I)配合物，並對其CPL性能和聚集態光學特性進行了深入探究，實現了聚集依賴的圓偏振發光和熱活化延遲熒光。
在單晶和粉末狀態下，手性CMA銅(I)配合物具有明顯的CPL信號，其發光不對稱因子高達+2.7×10−2。有趣的是，這類配合物在單分子狀態下並沒有明顯的CPL信號，說明其CPL特性是聚集依賴的。晶體結構分析和理論模擬計算表明，手性CMA銅(I)配合物的磁躍遷偶極會隨着配體的旋轉而去穩定化，進而影響其發光不對稱因子。因此，這類手性CMA銅(I)配合物只能在配體旋轉受限的高度聚集態下呈現出明顯的CPL特性。另外，作者還發現這類CMA銅(I)配合物的發射波長和熒光壽命同樣也是聚集依賴的。
圖2.手性CMA銅(I)配合物在晶體及粉末狀態下的圓偏振發光光譜和發光不對稱因子
圖3. 上、中：手性CMA銅(I)配合物的電/磁躍遷偶極和發光不對稱因子隨配體旋轉的變化趨勢；下：手性CMA銅(I)配合物聚集依賴的CPL機理示意圖。
在該工作中，龔少龍教授團隊採用手性氮雜環卡賓配體構建了首例手性CMA銅(I)配合物，成功實現了聚集依賴的圓偏振發光和熱活化延遲熒光。該工作為構建具有圓偏振發光特性的廉價金屬有機發光材料提供了一種新途徑。
論文信息
Aggregation-Dependent Circularly Polarized Luminescence and Thermally Activated Delayed Fluorescence from Chiral Carbene-Cu(I)-Amide Enantiomers
Ao Ying, Yuhan Ai, Prof. Chuluo Yang, and Prof. Shaolong Gong*
文章第一作者是武漢大學的博士研究生應翱，通訊作者是武漢大學的龔少龍教授。
Angewandte Chemie International Edition
DOI: 10.1002/anie.202210490
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