Angew. Chem. :在Yb/Sm共晶聚集体中实现室温下Sm3+的分子上转换发光

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由于稀土离子具有丰富的能级及4f电子跃迁的特性,使得某些稀土材料具有独特的上转换发光性能,能够将低能量的近红外激发光转换为高能量的可见光或紫外光发射,近年来稀土上转换发光已被广泛应用于多个前沿领域。目前,稀土上转换发光现象的研究主要集中于无机基质中,例如块状材料、荧光粉和纳米颗粒等。在很长一段时间里,上转换发光被认为不可能在分子配合物中实现,主要原因是分子配合物中的-CH, -OH和-NH基团能够通过非辐射跃迁的方式猝灭本身就很弱的上转换发光。


近日,上海大学孙丽宁教授团队和中科院长春应用化学所/清华大学张洪杰院士合作,设计制备了一种Yb/Sm共晶聚集体,该聚集体由单核Yb分子配合物和单核Sm分子配合物组成,在980 nm近红外光的激发下,能量通过协同敏化上转换和能量转移上转换的方式传递给Sm3+离子,实现了Sm3+离子的上转换发光;同时在360 nm的紫外光激发下,该Yb/Sm共晶聚集体也能够发射出Sm3+离子的下转移发光。除了荧光光谱的结果,下图照片也显示出,分别在360 nm与980 nm波长光激发下,肉眼能够清楚的观察到该Yb/Sm聚集体的单晶都能够呈现出亮丽的橙红色发光。



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此外,该团队进一步研究了不同比例的分子配合物组合对Sm3+离子发光的影响,当Yb3+:Sm3+的摩尔比为1:1时其发光强度最强,同时也探究了下转移和上转换发光过程的荧光寿命变化等,发现稀土离子对荧光寿命影响较大,不同的传能路径对其影响较小。

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因此,该团队对Yb/Sm共晶聚集体的结构和能量传递机理进行了系统的表征和讨论,创新性的实现了Sm3+离子在分子配合物中的上转换发光,这为设计新型的分子上转换发光体系打开了崭新的思路。

文信息

Upconversion Luminescence in Mononuclear Yb/Sm Co-crystal Assemblies at Room Temperature

Guotao Sun, Yao Xie, Yuxin Wang, Prof. Hongjie Zhang, Prof. Lining Sun

文章的第一作者为上海大学博士生孙国涛。


Angewandte Chemie International Edition

DOI: 10.1002/anie.202312308

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