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光致發(fā)光是物質(zhì)冷發(fā)光的一種形式，特指物質(zhì)吸收光子后重新輻射出光子的過程。從量子力學(xué)理論出發(fā)，光致發(fā)光過程可描述為分子內(nèi)的電子吸收光能量躍遷到更高能級的激發(fā)態(tài)后返回低能態(tài)，同時放出光子的過程。光致發(fā)光可按光子回遷途徑和延遲時間分為熒光和磷光。由于熒光和磷光在我們的生活中有著不同的應(yīng)用，定向調(diào)控物質(zhì)發(fā)光屬性一直是材料光學(xué)研究領(lǐng)域的熱點。

金屬團簇材料由于其離散的電子能級和量子尺寸效應(yīng)，體現(xiàn)出與結(jié)構(gòu)相關(guān)的獨特性質(zhì)，特別是光物理性質(zhì)，因而在傳感和生物成像等領(lǐng)域均具有廣泛的應(yīng)用前景。然而，在團簇結(jié)構(gòu)模板不變的前提下，這類材料的發(fā)光類型往往固定為熒光或是磷光，不可調(diào)諧。發(fā)展具有可調(diào)諧發(fā)光類型的團簇模板，可為理解金屬納米顆粒的發(fā)光起源和定向制備發(fā)光簇合物材料提供依據(jù)，但這在團簇科學(xué)領(lǐng)域一直是一個難題。

 圖  熒光Au5Ag11和磷光Pt1Ag16團簇的光致發(fā)光機理

在此工作中，研究人員控制合成了兩個結(jié)構(gòu)相關(guān)的團簇：具有金銀合金內(nèi)核的Au5Ag11(SR)8(DPPOE)2團簇和具有鉑銀合金內(nèi)核的Pt1Ag16(SR)8(DPPOE)2團簇。值得注意的是，這兩個團簇除內(nèi)核金屬組成不同之外，外圍結(jié)構(gòu)十分類似。實驗結(jié)果表明，Au5Ag11為熒光發(fā)射，而Pt1Ag16的發(fā)光類型為磷光（圖）。通過實驗和理論相結(jié)合，研究人員在原子級別上探究了該模板下的團簇光致發(fā)光機理，表明這兩個團簇不同的發(fā)光類型來源于二者不同的內(nèi)核金屬結(jié)構(gòu)，從而導(dǎo)致二者的電子隙間穿越能量和途徑展現(xiàn)出明顯差異。該工作為理解團簇材料的光致發(fā)光起源提供了一個原子級別精確的模板，為定向制備簇合物發(fā)光材料提供實驗和理論依據(jù)。

參考資料：https://www.ahu.edu.cn/2022/0620/c15059a288584/page.htm