破纪录！他，师从Sargent院士，南开「国家级青年人才」，联合福建物构所，新发Nature子刊！

要设计出高效的圆偏振光源，急需制备出同时具有高光致发光量子产率（PLQY）和大发光不对称因子（g_lum）的手性无铅金属卤化物。

然而，由于手性材料中的电偶极矩（μ）和磁偶极矩（m）不匹配，PLQY和g_lum之间存在权衡。

2025年2月10日，中国科学院福建物质结构研究所徐亮金、南开大学龙官奎在国际知名期刊Nature Communications发表题为《Stepwise amplification of circularly polarized luminescence in indium-based metal halides by regulating their structural dimension》的研究论文，Cui-Mi Shi为论文第一作者，徐亮金、龙官奎为论文共同通讯作者。

徐亮金，中国科学院福建物质结构研究所研究员。2010年本科毕业于华中师范大学，2015年获中科院福建物质结构研究所博士学位（导师为陈忠宁研究员），毕业后留所担任助理研究员，2017-2020年先后在沙特阿普杜拉国王科技大学、美国佛罗里达州里大学从事博士后研究，2020年晋升为研究员。

徐亮金的研究方向为金属簇合物，钙钛矿，有机-无机杂化材料的合成与光电性能研究。

龙官奎，南开大学研究员，国家级青年人才。2009年本科毕业于兰州大学，保送至南开大学化学学院攻读博士学位（师从陈永胜教授）。随后在天津化学化工协同创新中心（关乃佳/陈永胜教授）、多伦多大学（Edward H. Sargent教授）和南洋理工大学（高炜博/Cesare Soci教授）从事博士后工作，2020年加入南开大学独立开展科研工作。

龙官奎的研究方向为手性钙钛矿材料的开发及应用研究，钙钛矿手性超结构，有机太阳能电池。近年来以第一作者及通讯作者身份发表论文40余篇，包括Nat. Photon.、Nat. Rev. Mater.、 Nat. Commun.、 Angew. Chem. Int. Ed.、 J. Am. Chem. Soc.、Adv. Mater.、Adv. Funct. Mater.、Adv. Energy Mater.、和Laser Photon. Rev.等国际知名期刊。

在本文中，作者解决了这一矛盾，并通过结构尺寸调控开发了高效的圆偏振发光（CPL）发射器。

通过调节手性有机阳离子的尺寸和极化，并采用级联阳离子插入策略，研究人员构建了0维（0D）、1维（1D）和3维（3D）基于铟（In）的手性金属卤化物。这些杂化材料表现出具有接近单位PLQY的自陷激子发射，而随着结构维度从0D增加到3D，|g_lum|指数级地从10^-3增加到近10^-1，最高|g_lum|达到0.89×10^-1。

结构分析和理论计算表明，结构维度的增加促进了螺旋结构的形成并增大了磁转变偶极矩，从而改善了CPL性能。

本研究为灰度与结构维度之间的关系提供了宝贵的见解，将促进高效CPL活性材料的实际应用。

图1：CPL性能优化策略

图2：R/S-0DIn的结构分析和光物理性质

图3：R/S-0D的结构分析和光物理性质

图4：R/S-1D和R/S-3D的结构分析和光物理性质

图5：增强CPL性能的机制分析

综上，作者通过调节手性有机阳离子的大小和极化特性，并采用级联阳离子插入策略，构建了0维（0D）、1维（1D）和3维（3D）的基于In的手性金属卤化物，实现了高效圆偏振发光（CPL）性能的调控。

研究发现，随着结构维度从0D增加到3D，这些金属卤化物的光致发光量子产率（PLQY）接近100%，而发光不对称因子（g_lum）呈指数增长，最高达到0.89×10^-1，其综合性能指标（FOM）达到0.79×10^-1，均为目前已报道的最高值。

本成果不仅解决了高PLQY与大g_lum之间的矛盾，还阐明了结构维度与CPL性能之间的关系，为设计高效CPL材料提供了新的理论依据。

该研究开发的高效CPL材料在3D显示、量子计算、自旋电子器件和信息存储等领域具有广阔的应用前景，有望推动相关技术的发展和产业化应用。

Shi, CM., Lu, H., Wang, JY. et al. Stepwise amplification of circularly polarized luminescence in indium-based metal halides by regulating their structural dimension. Nat. Commun., (2025).