基於InP量子點實現三線態敏化和光子上轉換

2020-11-25 科學網

基於InP量子點實現三線態敏化和光子上轉換

作者：

小柯機器人

發布時間：2020/11/14 16:29:27

中科院大連化物所Kaifeng Wu研究團隊的一項最新研究揭示了使用基於InP量子點可以實現三線態敏化和光子上轉換。 該項研究成果發表在2020年11月10日出版的《美國化學會志》上。

為了得到更為「綠色」的增敏劑，課題組人員從基於InP量子點調查三線態能量傳遞。時間分辨光譜學研究顯示在只有核的量子點有微秒級空穴捕獲，這可能複雜化和/或抑制能量轉移。因此該課題組人員開發了InP/ZnSe/ZnS作為核/殼的量子點，可以有效地抑制空穴捕獲，同時允許向表面錨定的蒽受體的三線態能量傳遞，效率為84%。敏化分子三線態參與三線態-三線態湮滅，實現以達到10.0%±0.1%歸一化量子產率的光子上轉換。這項研究表明無毒的基於InP量子點可以與先進的含有Cd或Pd的量子點不相上下，作為三線態增敏劑。

據悉，膠體半導體納米晶體或量子點（QDs）用於分子三線態敏化對於許多光化學和光子應用很重要。目前QD增敏劑通常包含鎘和鉛等有毒元素。

附：英文原文

Title: Triplet Sensitization and Photon Upconversion Using InP-Based Quantum Dots

Author: Runchen Lai, Youbao Sang, Yang Zhao, Kaifeng Wu

Issue&Volume: November 10, 2020

Abstract: Molecular triplet sensitization using colloidal semiconductor nanocrystals or quantum dots (QDs) is important for many photochemical and photonic applications. Current QD sensitizers often contain toxic elements such as Cd and Pb. In order to 「go green」 with these sensitizers, we investigate triplet energy transfer from InP-based QDs. Time-resolved spectroscopy studies revealed picosecond hole trapping in core-only QDs, which could complicate and/or inhibit energy transfer. We therefore developed InP/ZnSe/ZnS core/shell QDs that effectively suppressed hole trapping and meanwhile allowed for triplet energy transfer to surface-anchored anthracene acceptors with an efficiency of 84%. The sensitized molecular triplets participated in triplet–triplet-annihilation, enabling photon upconversion with a normalized quantum yield reaching 10.0% ± 0.1%. This study demonstrates that nontoxic InP-based QDs can be engineered to be on par with state-of-the-art Cd- or Pb-containing QDs for use as triplet sensitizers.

DOI: 10.1021/jacs.0c09547

Source: https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.0c09547

 

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