首页 > 行业资讯 > 北京大学刘志伟课题组与合作者 Angew：稀土铈(III)配合物新型发光机理

北京大学刘志伟课题组与合作者 Angew：稀土铈(III)配合物新型发光机理

时间：2023-06-17 来源： 浏览：

北京大学刘志伟课题组与合作者 Angew：稀土铈(III)配合物新型发光机理

北大化院 化学与材料科学
化学与材料科学

Chem-MSE

聚集海内外化学化工、材料科学与工程、生物医学工程领域最新科学前沿动态，与相关机构共同合作，发布实用科研成果，结合政策、资本、商业模式、市场和需求、价值评估等诸要素，构建其科技产业化协同创新平台，服务国家管理机构、科研工作者、企业决策层。

收录于合集

点击蓝字关注我们

稀土元素因其独特的电子结构和丰富的跃迁能级使其成为巨大的发光材料的宝库，在显示、照明、通讯等领域具有不可替代的重要地位。稀土发光配合物是一类重要的发光材料，其发光机理可以分为 f-f 跃迁和 d-f 跃迁。相比于被广泛研究的具有跃迁禁阻、发射峰窄、激发态寿命长等特点的 f-f 跃迁稀土发光配合物，研究较少的 d-f 跃迁稀土发光配合物具有跃迁允许、发射峰宽、激发态寿命短等特点，能够拓展稀土发光配合物在更多领域的应用。

近日， 北京大学化学与分子工程学院刘志伟研究员 和 北京农学院曲江兰教授 合作，在 Angewandte Chemie International Edition 杂志上发表了题为 “Delayed doublet emission in a cerium(III) complex” 的 VIP 论文。 刘志伟 研究员和 曲江兰 教授为该论文的共同通讯作者， 北京大学化学学院博士研究生 方培玉 和北京农学院硕士研究生 刘佳玟 为该论文的共同第一作者 。 该工作通过内外层配位空间的设计与调控发现了首例具有延迟二重态发射的稀土铈 (III) 配合物，这也是首例基于金属中心发光的热激活延迟荧光材料。
稀土铈 (III) 离子的基态电子构型为 4f 1 5d 0 ，激发态电子构型为 4f 0 5d 1 ，自旋多重度均为 2 ，其配合物一般具有二重态的 d-f 跃迁发光性质。在传统铈 (III) 发光配合物的设计中，配体的第一三重激发态（ T 1 ）的能级应大幅高于金属中心的第一二重激发态（ D 1 ）的能级，以避免能量从 D 1 传递到 T 1 而耗散，从而确保激发态 D 1 到基态 D 0 的高效发光。作者基于对 D 1 和 T 1 能级的独立调控，在铈 (III) 配合物 Ce(CzPhTp) 3 中实现了较小的二、三重激发态能级差 E TD 。室温下 Ce(CzPhTp) 3 的固体粉末和二氯甲烷溶液具有蓝光发射，光致发光量子产率分别为 84% 和 70% ，较小的 E TD 下的高光致发光量子产率得益于延迟二重态发射过程的激活。
Ce(CzPhTp) 3 在二氯甲烷溶液中的激发态以双指数寿命衰减，短寿命组分（ 32 ns ）为瞬时二重态发射，而长寿命组分（ 1498 ns ）为延迟二重态发射。变温光谱测试表明低温下从 D 1 到 T 1 的能量传递受到抑制，随着环境温度升高，从 D 1 到 T 1 的能量传递效率增加，瞬时二重态发射的比例减小，延迟二重态发射的比例增加。作者根据 Arrhenius 图的拟合推出 E TD 值为 0.220 eV 。
不仅如此，作者还通过取代基的改变设计得到 E TD 分别为 0.80 eV 和 –0.21 eV 的铈 (III) 配合物 Ce(FPhTp) 3 和 Ce(NapTp) 3 。前者因为具有较大的二、三重激发态能级差 E TD 而表现出典型的二重态发射，室温下其二氯甲烷溶液发射蓝光，激发态寿命为 63 ns ，光致发光量子产率高达 100% 。后者在室温下的二氯甲烷溶液中不发光，但是其掺杂薄膜表现为配体的磷光发射，光致发光量子产率为 19% 。在 Ce(NapTp) 3 中 D 1 向 T 1 的传能使得二重态发光被基本猝灭，这是首例分子内二重态向三重态传能发光，即二重态敏化磷光发射。
该工作展现了稀土铈 (III) 离子内外层配位空间的可调性，进而赋予了铈 (III) 配合物的能级调节的灵活性和发光机理的多样性。延迟二重态发射和二重态敏化磷光发射的发光机理均是首次报道，这丰富了我们对二重激发态弛豫过程的理解，并为 d-f 跃迁稀土铈 (III) 配合物的结构设计和激发态调控提供新的思路。
刘志伟研究员和曲江兰教授为该论文的共同通讯作者，北京大学化学学院博士研究生方培玉和北京农学院的硕士研究生刘佳玟为该论文的共同第一作者。该工作得到了国家自然科学基金委、科技部、北京市教委、北京分子科学国家研究中心的资助与支持。
 

原文链接

https://doi.org/10.1002/anie.202302192

免责声明：部分资料来源于网络，转载的目的在于传递更多信息及分享，并不意味着赞同其观点或证实其真实性，也不构成其他建议。仅提供交流平台，不为其版权负责。如涉及侵权，请联系我们及时修改或删除。邮箱：chem@chemshow.cn

扫二维码｜关注我们

微信号 : Chem-MSE

诚邀投稿

欢迎专家学者提供化学化工、材料科学与工程及生物医学工程等产学研方面的稿件至chem@chemshow.cn，并请注明详细联系信息。化学与材料科学会及时选用推送。

版权：如无特殊注明，文章转载自网络，侵权请联系cnmhg168#163.com删除！文件均为网友上传，仅供研究和学习使用，务必24小时内删除。
相关推荐
热门信息