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Trabajando con el equipo del Prof. Quanming Wang en la Universidad de Tsinghua (THU), el equipo de investigación dirigido por el Prof. Meng Zhou de la Universidad de Ciencia y Tecnología de China (USTC) de la Academia China de Ciencias (CAS) llegó a una sala de casi Rendimiento cuántico de fotoluminiscencia a temperatura unitaria (PLQY) (>99%) en la emisión del infrarrojo cercano (NIR) de nanoclusters metálicos en solución. Ciencia publicó su estudio.
Las propiedades de emisión de NIR de los nanoclusters de oro (Au NC) los hacen prometedores para aplicaciones biomédicas. Sin embargo, el PLQY de las NC de Au en el espectro del infrarrojo cercano suele ser bajo, a menudo inferior al 10%. Ay22(tBuPhC≡C)18(Ay22) y su gemelo dopado con cobre AudieciséisCu6(tBuPhC≡C)18 (AydieciséisCu6), fueron sintetizados para investigar sus propiedades fotofísicas y resolver este problema.
Un estudio de difracción de rayos X de un solo cristal reveló similitudes estructurales entre Au22 y audieciséisCu6. AydieciséisCu6 emitió luz a 720 nm, mientras que Au22 luz emitida a 690 nm.Au22 y audieciséisCu6 tienen PLQY absolutos del 9% y 95%, respectivamente.
Mediciones absolutas y relativas de Au.dieciséisCu6El valor de PLQY en solución desgasificada fue del 100%. La vida útil de la fotoluminiscencia de Au.22 y audieciséisCu6 Se determinó que eran 485 ns y 1,64 μs, respectivamente, mediante conteo de fotones individuales correlacionados en el tiempo.
Ambos estados de luminiscencia de las NC comenzaron en el estado triplete (T1), con procesos dinámicos separados detectados en espectroscopia de absorción transitoria de femtosegundos, lo que es consistente con una investigación adicional de la dinámica del estado excitado de las NC utilizando esta técnica. Ay22 mostró un aumento gradual de 148 ps a 380 nm de excitación, mientras que AudieciséisCu6 mostró una rápida relajación de 0,5 ps.
Los ensayos de sensibilización triplete mostraron que estos procesos son causados por un cruce intersistema ultrarrápido (ISC) desde el estado singlete (S1) a T1. El dopaje con cobre reduce el AudieciséisCu6's ∆Est, lo que resulta en una aceleración significativa de la tasa de ISC. Como resultado AudieciséisCu6 finalmente muestra un PLQY de casi el 100%.
La estrategia para lograr un PLQY cercano a uno podría conducir a la producción de materiales de racimos metálicos extremadamente emisores. Específicamente, este estudio muestra que una aleación de nanoclusters de oro y cobre puede producir un PLQY cercano a la unidad incluso en solución a temperatura ambiente, lo que permite aplicaciones desde imágenes biológicas hasta dispositivos de luminiscencia.
Referencia de la revista:
Shi, W.-Q., et. Alabama. (2024) Rendimiento cuántico de fosforescencia NIR cercano a la unidad de un nanocluster metálico solvatado a temperatura ambiente. Ciencia. doi:10.1126/ciencia.adk6628
Fuente: https://en.ustc.edu.cn/
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