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Angew. Chem. :金属团簇发光类型调控2022-07-29
光致发光是物质冷发光的一种形式,特指物质吸收光子后重新辐射出光子的过程。从量子力学理论出发,光致发光过程可描述为分子内的电子吸收光能量跃迁到更高能级的激发态后返回低能态,同时放出光子的过程。光致发光可按光子回迁途径和延迟时间分为荧光和磷光。

金属团簇材料由于其离散的电子能级和量子尺寸效应,体现出与结构相关的独特性质,特别是光物理性质,因而在传感和生物成像等领域均具有广泛的应用前景。然而,在团簇结构模板不变的前提下,这类材料的发光类型往往固定为荧光或是磷光,不可调谐。发展具有可调谐发光类型的团簇模板,可为理解金属纳米颗粒的发光起源和定向制备发光簇合物材料提供依据,但这在团簇科学领域一直是一个难题。

近日,安徽大学的朱满洲教授团队和湘潭大学的裴勇教授团队展开合作,发展了一种双配体保护的合金团簇体系,通过控制团簇内核的金属组成实现团簇材料的发光类型调控,并在原子级别上探究了团簇荧光和磷光的机理。

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在此工作中,作者控制合成了两个结构相关的团簇:具有金银合金内核的Au5Ag11(SR)8(DPPOE)2团簇和具有铂银合金内核的Pt1Ag16(SR)8(DPPOE)2团簇。值得注意的是,这两个团簇除内核金属组成不同之外,外围结构十分类似。实验结果表明,Au5Ag11为荧光发射,而Pt1Ag16的发光类型为磷光。作者通过实验和理论相结合,在原子级别上探究了该模板下的团簇光致发光机理,表明这两个团簇不同的发光类型来源于二者不同的内核金属结构,从而导致二者的电子隙间穿越能量和途径展现出明显差异。

该工作为理解团簇材料的发光起源提供了一个原子级别精确的模板,为定向制备簇合物发光材料提供实验和理论依据。

文信息

Fluorescence or Phosphorescence? The Metallic Composition of Nanocluster Kernel Does Matter

Chen Zhu, Junsheng Xin, Jing Li, Hao Li, Xi Kang, Yong Pei, Manzhou Zhu

Angewandte Chemie International Edition

DOI: 10.1002/anie.202205947

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