Les matériaux photoluminescents sont plus que les étoiles brillantes dans le noir que vos parents sont collés au plafond de votre chambre quand vous étiez enfant. Les matériaux photoluminescents sont largement utilisés dans des applications allant de l'imagerie médicale aux écrans de télévision. Cependant, l'amélioration de leur efficacité reste un défi clé.
Les chercheurs de l'Université de Tohoku, de l'Université des sciences de Tokyo et de l'Institut indien de technologie Madras ont réussi à améliorer le rendement quantique de phosphorescence en grappes d'argent (AG) en utilisant l'effet atome lourd – une approche qui n'avait pas été pleinement explorée dans les grappes de métaux jusqu'à présent.
Les résultats sont publiés dans Petit.
Le développement de matériaux et de sensibilisateurs luminescents utilisant des grappes de métaux est un défi crucial dans la science des matériaux. Les grappes de métaux protégés par le ligand présentent une certaine phosphorescence à température ambiante, cependant, il faut faire plus de travail pour découvrir des moyens d'améliorer leur efficacité d'émission.
« Le premier indice sur la façon d'améliorer l'efficacité des matériaux phosphorescents provenait d'un principe qui a longtemps été appliqué aux colorants fluorescents organiques », explique Yuichi Negishi (Université Tohoku).
« En incorporant des éléments lourds tels que l'iodure et le brome dans les colorants, il crée un effet d'atome lourd qui améliore la phosphorescence. Cependant, son potentiel dans les grappes métalliques protégés par le ligand était largement inexplorée. »
Dans cette étude, les chercheurs ont démontré avec succès que l'effet d'atomes lourds interne, induit par un ion d'iodure encapsulé, joue un rôle vital dans l'amélioration de la phosphorescence. L'effet d'atomes lourds facilite un processus souhaitable appelé passage inter-systèmes (ISC) dans des états excités, conduisant à une phosphorescence accrue.
En utilisant des techniques synthétiques précises, l'équipe de recherche a conçu avec succès des grappes de métaux en utilisant AG avec un sulfure encapsulé (S2−) ion ou iodure (i–) Anion.
L'analyse structurelle via la diffraction des rayons X monocristallines a confirmé la formation réussie de ces s @ ag54 Et je @ agir54 groupes. Les mesures photophysiques ont révélé une augmentation spectaculaire de l'efficacité de la phosphorescence lors de la substitution de S2− avec je–.
Cette découverte fournit une nouvelle stratégie de conception pour les matériaux luminescents de nouvelle génération et les sensibilisateurs de triplet, qui peuvent être appliqués à des domaines tels que la bioimagerie, les dispositifs photoniques et les technologies de conversion d'énergie. L'équipe de recherche vise à explorer davantage comment les espèces encapsulées (dans ce cas, les ions ajoutées) influencent d'autres propriétés photophysiques et électroniques.
