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Angew. Chem. :固-固相变诱导的有机-无机杂化[MnBr4]2–基卤化物光致发光的异常猝灭2023-12-21
在高速发展的信息时代,信息安全引起了广泛的关注。光致发光(photoluminescence, PL)材料本征的光强、波长、寿命、偏振等信息赋予了光学信息编码技术多维度、大容量、高设计自由度和难仿制等优势,已广泛应用于商品防伪、信息加密和产品溯源等领域。

可见光区的PL猝灭以其实时性、可视化和高对比度等特征被研究者高度关注。其中,通过温度调控实现材料的PL猝灭是一种操作灵活且简便的方法,在应用推广方面展现出巨大的优势。然而,温度驱动的PL猝灭效应通常表现为PL强度随温度的升高而单调衰减,并且PL猝灭需要较高的温度。因此,挖掘新颖的PL猝灭效应,为光学信息编码技术创造更多可能性,已经成为一项持续的挑战。

近日,东南大学与浙江师范大学科研团队合作,伦蒙蒙、付大伟、张毅和张玉建教授等联合报道了一种晶体相变诱导的PL异常猝灭效应,即(DMML)2MnBr(DMML=N,N-二甲基吗啉)的热力学相变与其PL猝灭高度耦合。将这一有趣的现象应用于信息安全领域,可实现机密信息存储和读取的高阶加密。

 

 

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在这个工作中,(DMML)2MnBr4化合物采用简单且绿色的溶液法合成,在自然光下为黄绿色,其在相变温度附近表现出PL激活-猝灭-激活的有趣现象。第一性原理计算和晶体学结构分析表明(DMML)2MnBr4的热力学相变诱导PL猝灭起源于其[MnBr4]2-四面体中Mn-Br键长的剧烈变化,导致所吸收能量发生了非辐射复合。

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值得注意的是该热力学相变诱导的PL异常猝灭具有合适的响应温度(~340 K)、窄的猝灭温度窗口(£ 3 K)、高响应灵敏度和良好的循环特性,使(DMML)2MnBr4在光学信息加密技术中展现出高隐蔽性、良好的耐用性,并且具有操作灵活的特点。此前,熊仁根教授报道了系列晶体-晶体的铁电相变荧光增强和衰减效应(Adv.Mater.2015, 27, 3942;J. Am. Chem. Soc. 2018, 140, 26, 8110)。本工作中经过结构堆积调控实现窄窗口完全猝灭还实属首次被发现。

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研究人员进一步将(DMML)2MnBr4与同样具有绿光发射的衍生物(DMML)2MnCl4进行编码,实现了光学信息向二进制数字信息的转变,在光学信息加密领域展现了巨大的应用前景。本工作将对分子水平上光致发光材料的PL猝灭机理的深入理解以及光学信息加密材料的理性设计提供启示。

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文信息

Unusual Thermal Quenching of Photoluminescence from an Organic–Inorganic Hybrid [MnBr4]2−-based Halide Mediated by Crystalline–Crystalline Phase Transition

Meng-Meng Lun, Hao-Fei Ni, Zhi-Xu Zhang, Jun-Yi Li, Qiang-Qiang Jia, Prof. Yi Zhang, Prof. Yujian Zhang, Prof. Da-Wei Fu

东南大学伦蒙蒙和浙江师范大学倪皓飞同学为论文共同第一作者。

Angewandte Chemie International Edition

DOI: 10.1002/anie.202313590

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