Un complejo de Fe ((iii) de bajo espín con fotoluminiscencia de transferencia de carga de ligando a metal de 100 ps

Área de la Ciencia:

• Química inorgánica
• Ciencias de los materiales
• La fotoquímica

Sus antecedentes:

• Los complejos de metales de transición son vitales para los fotosensibilizadores, los LED, el biosensing y la fotocatálisis.
• Los estados excitados de transferencia de carga de larga duración son cruciales para el alto rendimiento, a menudo alcanzados con metales preciosos como el rutenio.
• Los metales abundantes en la Tierra como el hierro y el cobre se buscan como alternativas sostenibles y rentables, pero lograr estados excitados de larga vida sigue siendo un desafío.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar complejos de metales de transición abundantes en la Tierra con estados excitados de transferencia de carga de larga duración.
• Para superar las limitaciones de los complejos de hierro, que suelen exhibir una rápida desactivación en estado excitado y carecen de fotoluminiscencia a temperatura ambiente.
• Explorar nuevos diseños de ligandos para estabilizar estados excitados en complejos de hierro.

Principales métodos:

• Síntesis y caracterización del complejo de hierro [Fe(btz) 3+
• Investigación de sus propiedades electrónicas, centrándose en las capacidades del ligando σ-donante y π-receptor.
• Medición de la duración del estado excitado y de la fotoluminiscencia a temperatura ambiente.

Principales resultados:

• El complejo de hierro [Fe(btz) 3+ exhibe una vida útil de transferencia de carga de 100 picosegundos (ps).
• El complejo muestra fotoluminiscencia a temperatura ambiente, una propiedad rara para los complejos de hierro.
• La emisión se origina en un estado de transferencia de carga ligando-metal (2LMCT) doble de larga duración, con cruce intersistémico suprimido.

Conclusiones:

• Los nuevos complejos de hierro con un diseño apropiado de ligandos pueden lograr estados excitados de larga duración y fotoluminiscencia a temperatura ambiente.
• Este trabajo presenta una alternativa viable a base de hierro a los complejos de metales preciosos para aplicaciones de emisión de luz y fotosensibilización.
• Los hallazgos allanan el camino para el desarrollo de nuevos materiales a base de hierro para la fotoquímica y la optoelectrónica.