多態(tài)性(polymorphism)和各向異性(anisotropy)是晶體材料的兩種基本性質(zhì)。通過調(diào)控分子間相互作用和組裝模式，可以從單一分子得到多態(tài)發(fā)光晶體。與此同時(shí)，各向異性使得分子晶體在不同方向上具有不同的物理化學(xué)性質(zhì)。有機(jī)微納晶態(tài)材料具有規(guī)整度高和結(jié)構(gòu)缺陷少的特點(diǎn)，被認(rèn)為是揭示材料本征特性和構(gòu)筑高性能光電器件的最佳選擇之一。從單一分子制備多態(tài)發(fā)光微納晶體并研究其結(jié)構(gòu)依賴的發(fā)光各向異性不僅為納米光子學(xué)提供材料基礎(chǔ)，并為揭示有機(jī)發(fā)光晶體的構(gòu)性關(guān)系提供重要依據(jù)。

　　在國家自然科學(xué)基金委和中國科學(xué)院先導(dǎo)項(xiàng)目支持下，中科院化學(xué)研究所光化學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室光功能材料與光電化學(xué)研究團(tuán)隊(duì)近年來利用金屬有機(jī)化合物的分子可設(shè)計(jì)性和強(qiáng)組裝能力，合成了一系列刺激響應(yīng)光功能分子材料和薄膜（J. Am. Chem. Soc.2018, 140, 12337-12340；J. Am. Chem. Soc.2018,140,7723-7729）；并率先制備金屬有機(jī)化合物的高規(guī)整度二元微納晶體，實(shí)現(xiàn)基于高效捕光能量轉(zhuǎn)移的三線態(tài)可調(diào)發(fā)光（J. Am. Chem. Soc.2018, 140, 4269-4278；Angew. Chem. Int. Ed.2018, 57, 7820-7825）。

　　最近，他們通過溶液再沉淀法成功制備了金屬有機(jī)鉑配合物PtD的黃色發(fā)光片狀晶體PtD-y和綠色發(fā)光棒狀晶體PtD-g。角度依賴的偏振發(fā)光實(shí)驗(yàn)表明，片狀晶體表現(xiàn)出較強(qiáng)的磷光各向異性，而棒狀晶體的綠色發(fā)光在相同測(cè)試條件下幾乎為各向同性。根據(jù)單晶結(jié)構(gòu)和理論計(jì)算可知，晶體發(fā)光的各向異性受益于分子躍遷偶極矩在晶體結(jié)構(gòu)中的平行取向，而晶體發(fā)光的各向同性是由于分子躍遷偶極矩的交叉取向引起。進(jìn)一步通過二元共組裝，將各向同性的紅色發(fā)光鉑配合物PtA作為能量給體摻雜到PtD的片狀晶體中（受體組分小于3%），通過模擬自然界的捕光能量轉(zhuǎn)移，實(shí)現(xiàn)受體紅色發(fā)光的偏振磷光放大。該工作揭示了分子晶體的躍遷偶極矩和發(fā)光各向異性的重要構(gòu)性關(guān)系，并顯示光功能金屬有機(jī)化合物在微納發(fā)光晶體與納米光子學(xué)方面的潛在應(yīng)用價(jià)值。工作發(fā)表在J. Am. Chem. Soc.2019, 141,6157-6161，并被選為《美國化學(xué)會(huì)志》2019年第17期封面（front cover, 01-May-2019）。化學(xué)所博士研究生孫孟佳和劉營營為論文的共同第一作者，通訊作者為研究員鐘羽武、趙永生、姚建年。

圖：結(jié)構(gòu)依賴的多態(tài)發(fā)光晶體和偏振磷光放大