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Angew：上海大學(xué)孫麗寧團(tuán)隊(duì)在分子水平的稀土上轉(zhuǎn)換發(fā)光領(lǐng)域又取得重要進(jìn)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(tuán)隊(duì)在分子水平的稀土上轉(zhuǎn)換發(fā)光領(lǐng)域又取得重要進(jìn)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(jí)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(jí)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。
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由于稀土離子具有豐富的能級(jí)及4f電子躍遷的特性，使得某些稀土材料具有獨(dú)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(gè)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(jī)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(shí)間里，上轉(zhuǎn)換發(fā)光被認(rèn)為不可能在分子配合物中實(shí)現(xiàn)，主要原因是分子配合物中的-CH, -OH和-NH基團(tuán)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(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)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(shí)現(xiàn)了Sm3+離子的上轉(zhuǎn)換發(fā)光；同時(shí)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(tuán)隊(duì)進(jìn)一步研究了不同比例的分子配合物組合對(duì)Sm3+離子發(fā)光的影響，當(dāng)Yb3+:Sm3+的摩爾比為1:1時(shí)其發(fā)光強(qiáng)度最強(qiáng)，同時(shí)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(tuán)隊(duì)對(duì)Yb/Sm共晶聚集體的結(jié)構(gòu)和能量傳遞機(jī)理進(jìn)行了系統(tǒng)的表征和討論，創(chuàng)新性的實(shí)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(jì)新型分子上轉(zhuǎn)換發(fā)光體系打開了嶄新的思路。
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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(xiàng)目、上海市“曙光計(jì)劃”項(xiàng)目及稀土資源利用國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)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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