手性有机光电材料在信息加密、三维显示、生物成像、量子通信等领域具有广阔的应用前景，近年来吸引了广泛的研究兴趣。传统的手性有机光电材料主要通过手性基元与光电功能基元连接获得手性光电性质，但由于手性中心与光电功能中心相互分离，通常表现出较低的不对称因子（大部分处于10^-5 ~ 10^-3），难以满足应用需求。具有螺旋结构的有机共轭分子由于本征具有螺旋手性，有望成为性能优异的手性光电材料，但目前该类材料仍面临着发光效率差、不对称因子低等问题。
针对如何提高螺旋共轭分子的发光量子效率问题，我们首先提出了在保持前线分子轨道（FMO）分布的条件下，将高效发光基团进行螺旋π拓展进而获得具有优异发光性能的手性螺烯的新策略，实现了高于90%的发光量子效率^[1]。在此基础上，我们将高效发光的硼氮杂稠环结构进行螺旋π拓展，构筑了硼氮杂双螺烯新骨架^[2]。其在可见光区域展现出广泛的手性光学响应，最大吸收不对称因子（g_abs）达到了0.033，是螺烯类分子在可见光区域内g_abs的最高值。此外，该类硼氮杂双螺烯分子在红光-近红外区域显示出光谱可调的圆偏振发光（CPL）性质以及高于90%的光致发光量子效率（Φ_F），其CPL亮度高达40.0 M^-1 cm^-1。我们进一步探索了在超越分子层面上，通过上转换发光来放大不对称因子，建立了性能优异的上转换发光体系^[3]，这些结果为未来手性有机光电材料的设计提供了新思路^[4]。