中国科学院中国科学技术大学周猛教授团队与清华大学王全明教授团队合作，实现近统一室温光致发光量子溶液中金属纳米团簇的近红外(NIR) 发射产率 (PLQY) (>99%)。他们的工作发表在《科学》杂志上。
金纳米团簇(Au NC)作为近红外发射材料在生物医学应用中具有潜力。然而，Au NC 在近红外区域的 PLQY 通常较低，通常低于 10%。为了解决这个问题，合成了Au 22 ( t BuPhC = C) 18 (Au 22 ) 及其铜掺杂对应物Au 16 Cu 6 ( t BuPhC = C) 18 (Au 16 Cu 6 ) 并研究了它们的光物理性质。单晶X射线衍射分析表明Au 22和Au 16 Cu 6具有相似的结构。 Au 22在690 nm处显示发射峰，而Au 16 Cu 6在720 nm处显示发射峰。 Au 22和Au 16 Cu 6在空气中的绝对PLQY分别为9%和95%。在脱气溶液中，通过绝对法和相对法测得Au 16 Cu 6的PLQY均达到100%。时间相关单光子计数测得Au 22和Au 16 Cu 6的光致发光寿命分别为485 ns 和1.64 μs。
通过瞬态吸收光谱对NCs激发态动力学的进一步研究表明，两种NCs的发光态均源自三重态(T 1)，并且在飞秒瞬态吸收光谱中观察到了不同的动态过程。在380 nm激发下，Au 22显示出148 ps的缓慢上升，而Au 16 Cu 6显示出0.5 ps的快速弛豫。三重态敏化实验证实这些过程归因于从单重态(S 1)到T 1的超快系间窜越(ISC) 。由于铜掺杂，Au 16 Cu 6具有较小的ΔE st，显着加快了其ISC速率。结果，Au 16 Cu 6最终表现出接近 100% 的 PLQY。
实现接近一致的 PLQY 的方法可以促进高发射金属簇材料的开发。具体来说，这项工作表明，即使在室温下的溶液中，金铜纳米团簇合金也可以实现接近一致的 PLQY，这将使从生物成像到发光器件的应用成为可能。
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