Mapa molecular para ajustar la absorción del estado de tierra y la dinámica del estado excitado de los absorbentes de...

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• La fotoquímica
• Productos electrónicos orgánicos

Sus antecedentes:

• El desarrollo de cromóforos con una fuerte absorción de infrarrojo cercano (NIR) y estados excitados triplet de larga duración es crucial para aplicaciones optoelectrónicas como la limitación de potencia óptica y la conversión de fotones de aniquilación triplet-triple (TTA-UC).
• Los cromóforos existentes a menudo luchan por lograr una sustancial absorción NIR y estados triplet de alto rendimiento y larga vida debido a la ley de la brecha de energía, lo que hace que la ingeniería molecular sea un desafío.

Objetivo del estudio:

• Presentar una metodología versátil para el diseño de cromóforos que exhiban simultáneamente una significativa absorción NIR y estados excitados triplet de larga duración y alto rendimiento.
• Para explorar las propiedades fotofísicas de las arquitecturas moleculares (M-M) de metal (polipiridil) puenteado con etina (II) - porfinato (II).

Principales métodos:

• Arquitecturas moleculares sintetizadas y caracterizadas de metal (polipiridil) puente de etina (II) - porfinato (II) (M-PM) n-M, donde M = Ru, Os y M' = Zn, Pt, Pd.
• Investigó la influencia de las contribuciones orbitales d de metales pesados en las configuraciones de excitación de un electrón para ajustar las propiedades fotofísicas.
• Las constantes de velocidad analizadas para la fluorescencia (k F ), el decaimiento no radiativo (knr), el cruce entre sistemas (kISC) y la relajación de tripletes (kT 1 → S 0).

Principales resultados:

• Se ha logrado una absorción NIR de alta fuerza osciladora de hasta 850 nm, rendimientos cuánticos de cruce intersistémico (ISC) casi unitarios (Φ ISC) y tiempos de vida de estado excitado triple en escala de microsegundos (T 1 ).
• Se ha demostrado el ajuste fino de las constantes de velocidad fotofísicas mediante la variación de los centros metálicos y las unidades de porfirina dentro del marco M-{PM}n-M.
• Se observó una absorción NIR significativamente mejorada en comparación con los complejos de coordinación tradicionales y los materiales orgánicos, con una alta Φ ISC en brechas de energía S1 - T1 modestas (∼0,25 eV).

Conclusiones:

• La plataforma M-{PM}n-M ofrece un enfoque versátil para diseñar cromóforos con propiedades fotofísicas deseables para aplicaciones optoelectrónicas.
• Este estudio presenta una nueva clase de absorbentes de larga longitud de onda capaces de poblar de manera eficiente los estados triplet de larga vida, abordando una necesidad crítica en el campo.