プリオーガナイズドクロモフォアはトリプレットエネルギーの移動,消去およびアップコンバーテッドシングレットエネルギーの収集を促進します
Prasenjit Mahato1, Nobuhiro Yanai1,2, Melinda Sindoro3
1Department of Chemistry and Biochemistry, Graduate School of Engineering, Center for Molecular Systems (CMS), Kyushu University , 744 Moto-oka, Nishi-ku, Fukuoka 819-0395, Japan.
Journal of the American Chemical Society
|May 11, 2016
まとめ
研究者は,トリプルエネルギー移行,アニヒレーション,およびアップコンバーテッドシングレットエネルギー収集 (TEM-UPCON) を使用した光子アップコンバージョン (UC) の新しい戦略を開発しました. この方法は,金属有機フレームワーク (MOF) に表面結合されたエネルギー収集器を使用してUC量子収量を増やす.
科学分野:
- 材料科学
- 写真化学
- ナノテクノロジー
背景:
- トリプル・トリプル・アニヒライレーション (TTA) を用いたフォトンアップコンバージョン (UC) は,サブバンドギャップのフォトンを利用することで,光伏と光触媒の効率を高めることができます.
- 低光下でのUCの効率化には 染色体の事前組織化が必要で これは進歩を阻害する課題です
- オーダーされた受容体を持つ金属有機フレームワーク (MOF) は,トリプルエネルギー移行 (TEM) を通して効率的なUCを可能にしたが,TEMの速度と光効率の間のトレードオフに直面した.
研究 の 目的:
- トリプルエネルギー移行 (TEM) の速度と光子向上変換 (UC) の光効率の間のトレードオフに対処する.
- 新しい戦略を開発し,UCのパフォーマンスを向上させるため,トリプルエネルギー移行,アニヒライレーション,アップコンバーテッドシングレットエネルギー収集 (TEM-UPCON) を開発する.
- 高度光エネルギー収集器を統合することにより,UCの全体的な量子出力を改善する.
主な方法:
- TEM-UPCON戦略を開発し,多孔性受容体ベースのMOF結晶を使用して,三重ドナー分子を集積せずに収容しました.
- 協調結合形成による高光エネルギーコレクターによるドーナードーピングされたMOFナノ結晶の表面を修正した.
- ベースMOFと比較して,表面結合コレクターのより高い光量子収量を利用して,UCの総量子収量を増強した.
主要な成果:
- 表面に固定されたエネルギー収集器の導入により,UCの総量子収量が大幅に改善されました.
- TTAイベントはMOF受容体内に閉じ込められているため,超低興奮強度でUC量子産出の最大化が維持されます.
- TEM-UPCON戦略が,UCの効率化における以前の限界を克服する効果を示した.
結論:
- TEM-UPCON戦略は,UCにおけるTEMと光効率の間のトレードオフに有効な解決策を提供します.
- MOFの表面を光エネルギーコレクターで改造すると,UCの総量子収量が大幅に増加します.
- TEM-UPCONのコンセプトは,量的なアップコンバーテッドエネルギーの収穫のための様々なコレクター機能に一般化できます.
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