在广东省重点领域研发计划等项目资助下，华南师范大学化学学院研究员王前明团队与华中科技大学教授韩一波团队合作，研究揭示了姜-泰勒效应主导的偶对称磁圆偏振发光新机制。相关成果近日发表于《德国应用化学》（Angewandte Chemie International Edition）。
论文第一作者、华南师范大学化学学院2023级硕士生王维昊表示，从弱相互作用的宇称破缺到地球生命对左旋氨基酸的共同选择，“左手倾向”始终是自然规律中隐秘而共通的线索。研究团队在规整的无机金属卤化物晶格中捕捉到了微观手性偏好。实验在不含任何手性源的高对称零维金属卤化物单晶中，借助激发态姜-泰勒效应引发的自发对称性破缺，实现了左旋主导的圆偏振发光，为手性发光材料设计提供了一条全新的内源性路径。
传统手性发光材料多依赖外源手性模板（如手性阳离子、螺旋配体、不对称超分子组装）的引入，通常面临手性长程传递效率有限及结构稳定性易受扰动等问题。
该研究中，团队跳出了“基态必须自带手性”的固有思路。基态下，掺杂锑离子的[SbCl6]八面体维持理想的Oh点群对称性，结构规整，无手性特征。当光子激发外层5s2电子后，轨道简并失稳触发姜-泰勒效应，八面体发生自发结构畸变，键长与键角重新排布，激发态对称性破缺，手性从电子与晶格的振动耦合中自然生成。零场条件下，两种对映异构的畸变构型能量简并，在热运动中快速翻转，宏观手性相互抵消，难以观测到稳定信号。引入外磁场后，磁场与自旋-轨道耦合协同作用，降低左手构型的势能并抬升构型翻转能垒，将动态姜-泰勒效应“冻结”为稳定静态畸变，最终左旋圆偏振光成为发射主导组分，且该左手倾向不随磁场方向反转而改变。
作为对照，稀土掺杂体系严格遵循经典塞曼效应规律——磁场方向反转时，左右旋优势地位随之对调。两种截然不同的磁光响应清晰区分了两套微观机制：前者源于激发态晶格畸变的内禀手性，后者源于能级分裂的对称效应。
该发现拓展了手性发光材料的设计边界——手性不必仅源于静态模板，也可由激发态下电子-晶格相互作用催生并可被外场调控的动态秩序。无需引入手性源，仅依靠材料内禀物理效应即可实现稳定手性光学活性。该机制可推广至多种d区及p区金属激活的金属卤化物体系，为低成本、高稳定性的手性光电器件开发提供了新方向。
相关论文信息：https://doi.org/10.1002/anie.1245058
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