通过合金在超原子分子Au25纳米集群中定制敏感化特性并提高近红外光子上转换性能
Masaaki Mitsui1, Yuki Miyoshi1, Daichi Arima1
1Department of Chemistry, College of Science, Rikkyo University, 3-34-1, Nishiikebukuro, Toshima-ku, Tokyo 171-8501, Japan. mitsui@rikkyo.ac.jp.
Nanoscale
|July 8, 2024
概括
铜合金纳米集群 (AuCu-rod) 通过提高三倍能量传输效率,显著增强光子上转换 (UC). 这一进步使近红外光能够高效地转化为可见光,产量增加了五倍.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 摄影化学的使用.
- 纳米技术 纳米技术
背景情况:
- 高贵金属纳米集群 (NCs) 是可调节的三重传感器,用于通过三重三重消灭 (TTA) 实现光子向上转换 (UC).
- 棒形的[Au25(PPh3) 10 ((SC2H4Ph) 5Cl2] 2+ (Au-rod) NC是一种近红外 (NIR) 吸收TTA-UC的敏感剂.
- 定制NC光物理特性是提高UC性能的关键.
研究的目的:
- 为了研究铜 (Cu) 兴奋剂对黄金纳米集群 (NCs) 的影响,用于光子向上转换.
- 为了探索Cu-dopedNCs ([Au25-Cu(PPh3) 10 ((SC2H4Ph) 5Cl2]2+或AuCu-rod) 作为NIR吸收三重敏感剂的效率.
- 优化AuCu-rod敏感剂与9,10-bis-乙烯 (BPEA) 的配对,以增强NIR到可见的UC.
主要方法:
- Cu-doped金纳米集群 (AuCu-rod) 的合成.
- 配对AuCu-rod与BPEA作为一个消灭器/发射器.
- 三重状态属性的表征,三重能量转移 (TET) 速率和UC性能.
- 谱分析以确定UC内部量子收益率和反斯托克斯转移.
主要成果:
- 棒NCs的Cu-doping导致了三重状态能量中适度的蓝色转移.
- 对于AuCu-rod/BPEA对的三重能量转移 (TET) 速率常数是5.0 × 10^7 M^-1 s^-1,比Au-rod/BPEA高出一个数量级.
- AuCu-rod/BPEA系统实现了805nm NIR光到510nm可见光的高效UC,具有很大的反Stokes转移 (~0.9 eV).
- UC内部量子收益率达到2.33±0.05%,比Au-rod传感器 (0.49%) 提高了五倍.
- 观察到BPEA微聚合物在长寿命三重激子之间促进TTA,有助于高效的NIR-to-visibleUC.
结论:
- 合金贵金属纳米集群敏感剂,如Cu是一种可行的策略,以提高UC性能.
- 调整三重状态能量和优化传感器-接受器兼容性对于提高UC效率至关重要.
- 观察到的BPEA微聚合物行为为高效的三倍三倍灭绝和NIR到可见UC发射提供了额外的途径.
