近日，我校化学与分子科学学院青年教师李中元与西南交通大学、意大利技术研究院（Istituto Italiano di Tecnologia）科研人员合作，成功构筑了一对兼具窄带隙、宽光谱响应和手性光电特性的零维手性杂化钙钛矿。相关成果以“Narrow-Bandgap Zero-Dimensional Chiral Hybrid Perovskites”为题，发表在国际化学领域权威期刊《Journal of the American Chemical Society》（JACS）上。原文链接：https://doi.org/10.1021/jacs.6c07362。

手性杂化钙钛矿在圆偏振光探测、手性光电子学和自旋电子学等领域具有重要应用前景。然而，引入尺寸较大的手性有机阳离子通常会降低无机骨架的连接维度，并增强量子和介电限域效应，导致材料带隙增大，从而限制其在近红外及宽光谱光电器件中的应用。

针对这一难题，研究团队将具有低能5d轨道的Pt(IV)引入手性结构，成功构筑零维手性材料（R/S-MBA₂PtI₆）。该材料由相互孤立的[PtI₆]^2-八面体和手性有机阳离子组成，并呈现出独特的准层状堆积结构。手性有机阳离子与无机八面体之间形成连续的N–H···I氢键网络，不仅促进了有机分子手性向无机骨架的传递，还可通过诱导局域八面体畸变调控材料的电子能级。

研究结果表明，Pt 5d与I p轨道的有效杂化，以及氢键诱导的局域结构调控，共同使材料的光学带隙降低至1.27 eV，吸收边延伸至约975 nm，实现了从紫外到近红外区域的宽光谱响应。基于该材料制备的光电探测器对左、右圆偏振光表现出明显不同的光电流响应，光电流不对称因子达到0.26，展现出良好的圆偏振光识别能力。此外，得益于Pt和I等高原子序数元素，该材料还表现出优异的X射线探测性能，其探测灵敏度达到1410.8 μC Gy^-1 cm^-2，最低检测限为426.7 nGy s^-1，并具有良好的工作稳定性。

该研究提出了“5d轨道能级调控与氢键介导的局域结构调控”协同设计策略，为突破低维手性杂化钙钛矿中结构维度降低与带隙增大之间的矛盾提供了新思路，也为相关材料在圆偏振光探测、近红外光电子学、X射线探测及自旋电子学等领域的应用奠定了基础。

论文第一作者为我校化学学院李中元博士，通讯作者为西南交通大学游世海副研究员、意大利技术研究院Gabriele Saleh博士和Liberato Manna教授，安徽师范大学为第一完成单位。该工作得到安徽师范大学与国家留学基金委青年骨干教师出国研修项目，国家自然科学基金以及欧盟“地平线欧洲”计划项目等支持。