El diseño molecular multifacético permite la modulación integral de la luminiscencia en los nanocúmulos de oro...

Área de la Ciencia:

• Ciencia de los materiales Ciencia de los materiales.
• Nanotecnología La nanotecnología es la nanotecnología.
• La fotoquímica es la fotoquímica.

Sus antecedentes:

• Los nanocúmulos metálicos fotoluminiscentes son prometedores para la optoelectrónica, la fotónica y el quimiosensing.
• El control sistemático de sus propiedades de emisión dentro de un solo sistema es un desafío significativo.

Objetivo del estudio:

• Para investigar el impacto del diseño del ligando, el dopaje heteroatómico y la sustitución de aniones en la fotoluminiscencia de los nanocúmulos metálicos.
• Explorar los mecanismos detrás de distintos comportamientos fotofísicos como la fosforescencia y la fluorescencia retardada activada térmicamente (TADF).

Principales métodos:

• Síntesis de nanocúmulos de Au/Cu isostructural estabilizados por los ligandos tridentado (NP3) y monofosfina (BPP).
• Caracterización de las configuraciones estructurales y propiedades fotofísicas, incluidos los rendimientos cuánticos de fotoluminiscencia (PLQY).
• Espectroscopia de absorción transitoria de femtosegundos para confirmar los mecanismos del TADF.

Principales resultados:

• Dos grupos isostruturales, Au13@Au3-Cl y Au9Cu4@Au3-Cl, con una estructura de "icosaedro Au9M4 + corona Au3" exhibieron altos PLQY (44,5% y 38,9%).
• El ligando NP3 y la corona Au3 fueron cruciales para la luminiscencia; su ausencia en Au9Cu4-Cl (con ligando BPP) redujo drásticamente PLQY a 0.6%.
• Au13@Au3-Cl mostró fosforescencia, mientras que Au9Cu4@Au3-Cl mostró TADF, con dopaje de Cu y sustitución de yoduro que modulan aún más la emisión y permiten el cambio de luminiscencia inducido por protonación.

Conclusiones:

• Los nanocúmulos metálicos de precisión atómica pueden ser diseñados sistemáticamente para una luminiscencia sintonizable a través del dopaje del núcleo, la modificación del ligando y el intercambio de aniones.
• El ligando NP3 y la corona Au3 juegan un papel vital en la mejora de la eficiencia de la luminiscencia y la habilitación de TADF.
• Estos hallazgos ofrecen una comprensión completa de los mecanismos TADF y proporcionan vías para el diseño de materiales luminiscentes avanzados para aplicaciones sensoriales y optoelectrónicas.