該文發(fā)現(xiàn)，新設(shè)計(jì)的配體分子Th-DPP與PbS QDs之間具有獨(dú)特的“強(qiáng)-弱”雙位點(diǎn)配位模式，即除了羧酸作為強(qiáng)錨定基團(tuán)外，噻吩取代基上的硫（S）原子可以與 PbS QDs 表面的Pb²⁺形成弱配位，由這種配位作用驅(qū)動(dòng)的Th-DPP構(gòu)象變化可以調(diào)節(jié)PbS QDs與Th-DPP之間的電子耦合強(qiáng)度。這一可調(diào)控的電子耦合借助800 MHz核磁下噻吩取代基上氫原子化學(xué)位移的變化得以證明。在所報(bào)道的三種雜合材料中，PbS-3.36/Th-DPP的表面配體密度低，在Pb-S相互作用下，Th-DPP呈現(xiàn)為最接近PbS QDs的構(gòu)象。距離 PbS QDs 越近，電子耦合越強(qiáng)，去屏蔽效應(yīng)越弱，導(dǎo)致化學(xué)位移越小。

得益于強(qiáng)的電子耦合，該團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)即使當(dāng)PbS QDs與Th-DPP的能隙差小至0.04 eV時(shí)，二者之間的三重態(tài)激子轉(zhuǎn)移效率仍可以接近100%。這種近乎“能量無損”的激子轉(zhuǎn)移是反斯托克斯位移最大化設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。

在 1064 nm激光的激發(fā)下，該團(tuán)隊(duì)所報(bào)道的光子上轉(zhuǎn)換顯示出最高的校正上轉(zhuǎn)換效率（0.37%），并且反斯托克斯位移（1.07 eV）接近理論極限（1.17 eV）。進(jìn)一步將這一上轉(zhuǎn)換體系作為一種光催化劑，在1064 nm波長(zhǎng)的光照下首次展示了NIR-II區(qū)光子驅(qū)動(dòng)的光氧化還原催化。這一研究對(duì)于開發(fā)具有大反斯托克斯位移的高效 NIR-II激發(fā)的上轉(zhuǎn)換具有明確的指導(dǎo)意義，同時(shí)可促進(jìn)NIR-II區(qū)光子驅(qū)動(dòng)的有機(jī)物轉(zhuǎn)化。

這一成果近期發(fā)表在Journal of the American Chemical Society 上，南開大學(xué)化學(xué)學(xué)院博士研究生姜林汗為論文第一作者，西北工業(yè)大學(xué)胡文博教授和南開大學(xué)黃靈研究員、龐代文教授為論文共同通訊作者。

Near Infrared-II Excited Triplet Fusion Upconversion with Anti-Stokes Shift Approaching the Theoretical Limit

Lin-Han Jiang, Xiaofei Miao, Ming-Yu Zhang, Jia-Yao Li, Le Zeng, Wenbo Hu*, Ling Huang*, and Dai-Wen Pang*

J. Am. Chem. Soc., 2024, 146, 10785–10797, DOI: 10.1021/jacs.4c00936

導(dǎo)師介紹

龐代文

https://www.x-mol.com/university/faculty/376857

胡文博

https://www.x-mol.com/university/faculty/295628

黃靈

https://www.x-mol.com/groups/OPULab

轉(zhuǎn)載自：發(fā)光材料與器件

儀器推薦

愛丁堡FLS1000穩(wěn)態(tài)瞬態(tài)熒光光譜儀

愛丁堡儀器LP980系列激光閃光光解光譜儀

本文利用愛丁堡FLS1000以及LP980系統(tǒng)性的研究了量子點(diǎn)上轉(zhuǎn)換光物理過程，通過穩(wěn)瞬態(tài)光譜，瞬態(tài)吸收光譜以及量子效率研究三重態(tài)激子轉(zhuǎn)移效率問題，從而為反斯托克斯位移最大化設(shè)計(jì)提供依據(jù)。愛丁堡儀器現(xiàn)擁有穩(wěn)瞬態(tài)熒光，穩(wěn)瞬態(tài)吸收，紅外以及拉曼光譜產(chǎn)品，歡迎垂詢。

天美分析更多資訊