手性在自然界中普遍存在，可跨越从分子到星系的广阔尺度范围。手性体系具有特殊的光学活性，包括圆二色谱（CD）、圆偏振发光（CPL）等。尤其是CPL，是指手性发光物质在激发态下发射出具有差异的左旋或右旋圆偏振光的现象，在3D显示、信息处理和储存、手性传感器等方面具有巨大的应用潜力。手性纳米体系（尺寸范围1-100 nm）可以同时兼顾手性体系的光学活性和纳米材料独特的物理化学特性，具有广泛的理论意义和应用价值。然而，由于缺乏精确的结构，在原子水平上研究手性纳米体系依然存在较大挑战。

近日，郑州大学臧双全教授团队和西北大学韩英锋教授合作，采用手性卡宾前驱体制备一对强发光手性超原子R/S-Au₁₃-NHC团簇，展现出优异的CPL性能，其溶液中量子产率高达61%。该研究首次利用DFT计算了团簇的CPL理论不对称因子(g_lum)，揭示其CPL起源和影响因素，为在纳米尺度设计新型的CPL材料提供借鉴。

作者设计合成了一对新型手性卡宾金配合物，采用手性诱导策略成功制备原子精确的手性R/S-Au₁₃-NHC团簇，其金属内核为准二十面体，外围包含8个手性卡宾配体和4个溴原子，其手性源于外围8个卡宾配体的不对称排列。CD光谱表明其具有良好的手性吸收，DFT计算将其吸收峰进行归属。

R/S-Au₁₃-NHC团簇展现出优异的近红外发光（PL），溶液发射中心在700 nm，量子产率61%；固体发射中心在720 nm，量子产率66%。高的量子效率主要源于卡宾配体强给电子能力和配体间相互作用促进壳层更加刚性。DFT计算表明其发射主要归属为内核的S1到S0跃迁。另外，该工作首次计算了金属团簇的g_lum，为设计具有更高g_lum的金属团簇提供了理论指导。