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Angew：上海大學(xué)孫麗寧團隊在分子水平的稀土上轉(zhuǎn)換發(fā)光領(lǐng)域又取得重要進展
來源：上海大學(xué) 2023-09-15
導(dǎo)讀：近日，上海大學(xué)理學(xué)院孫麗寧教授團隊在分子水平的稀土上轉(zhuǎn)換發(fā)光領(lǐng)域又取得重要進展，相關(guān)研究結(jié)果以“Upconversion Luminescence in Mononuclear Yb/Sm Co-crystal Assemblies at Room Temperature”為題發(fā)表在化學(xué)頂級學(xué)術(shù)期刊《德國應(yīng)用化學(xué)》（Angewandte Chemie International Edition，JCR和中科院一區(qū)Top）上。該論文第一作者為2020級博士生孫國濤，上海大學(xué)為第一作者單位和唯一通訊作者單位。
由于稀土離子具有豐富的能級及4f電子躍遷的特性，使得某些稀土材料具有獨特的上轉(zhuǎn)換發(fā)光性能，能夠?qū)⒌湍芰康慕t外激發(fā)光轉(zhuǎn)換為高能量的可見光或紫外光發(fā)射，近年來稀土上轉(zhuǎn)換發(fā)光已被廣泛應(yīng)用于多個前沿領(lǐng)域。目前，稀土上轉(zhuǎn)換發(fā)光現(xiàn)象的研究主要集中于無機基質(zhì)中，例如塊狀材料、熒光粉和納米顆粒等。在很長一段時間里，上轉(zhuǎn)換發(fā)光被認為不可能在分子配合物中實現(xiàn)，主要原因是分子配合物中的-CH, -OH和-NH基團能夠通過非輻射躍遷的方式猝滅本身就很弱的上轉(zhuǎn)換發(fā)光。近日，上海大學(xué)理學(xué)院化學(xué)系孫麗寧教授團隊設(shè)計了一種Yb/Sm共晶聚集體，該聚集體由單核Yb分子配合物和單核Sm分子配合物組成，在980nm近紅外光的激發(fā)下，能量通過協(xié)同敏化上轉(zhuǎn)換和能量轉(zhuǎn)移上轉(zhuǎn)換的方式傳遞給Sm3+離子，實現(xiàn)了Sm3+離子的上轉(zhuǎn)換發(fā)光；同時在360nm的紫外光激發(fā)下，該Yb/Sm共晶聚集體也能夠發(fā)射出Sm3+離子的下轉(zhuǎn)移發(fā)光。除了熒光光譜的結(jié)果，下圖照片也顯示出，分別在360nm與980nm波長光激發(fā)下，肉眼能夠清楚地觀察到該Yb/Sm聚集體的單晶都能夠呈現(xiàn)出亮麗的橙紅色發(fā)光。此外，該團隊進一步研究了不同比例的分子配合物組合對Sm3+離子發(fā)光的影響，當Yb3+:Sm3+的摩爾比為1:1時其發(fā)光強度最強，同時也探究了下轉(zhuǎn)移和上轉(zhuǎn)換發(fā)光過程的熒光壽命變化等。該團隊對Yb/Sm共晶聚集體的結(jié)構(gòu)和能量傳遞機理進行了系統(tǒng)的表征和討論，創(chuàng)新性的實現(xiàn)了分子配合物中Sm3+離子的上轉(zhuǎn)換發(fā)光，這為設(shè)計新型分子上轉(zhuǎn)換發(fā)光體系打開了嶄新的思路。該研究工作由上海大學(xué)和中科院長春應(yīng)用化學(xué)研究所/清華大學(xué)張洪杰院士合作完成，孫麗寧教授為唯一通訊作者。該工作得到了國家自然科學(xué)基金、上海市國際科技合作項目、上海市“曙光計劃”項目及稀土資源利用國家重點實驗室開放課題的大力支持和資助。文章鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202312308
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