与我国科学技术大学周蒙教授课题组在金属纳米团簇的近红外区发光方面获得新打破。该研讨经过在金纳米团簇中进行铜的准确掺杂，完成了近红外区室温溶液态挨近100%的磷光量子产率，发明了金属团簇在近红外区发光量子产率新纪录，并经过单晶X射线衍射、光物理测验和理论核算等手法对发光增强机理进行深化探求。

  近红外发光资料在生物成像和光学通讯等范畴具有广泛使用。现在常见的近红外发光化合物如有机染料、量子点等存在光稳定性差、发射寿数短、细胞毒性大、组成过程繁琐等问题。金属团簇作为一类新式纳米资料近年来遭到广泛重视，其尺度介于金属合作物和纳米颗粒之间，由于具有十分杰出的生物相容性、牢靠的光稳定性、斯托克斯位移大、发光寿数长等长处，是有远景的下一代近红外发光资料。但是，由于遭到能隙规律的约束，大多数团簇在近红外区的量子产率1%，严峻约束其实践使用。

  王泉明教授课题组长时间研讨金属纳米团簇的可操控备与功能调控，2015年在国际上初次发现炔保护金纳米团簇在近红外区发光有杰出的体现。近期，王泉明团队经过操控组成得到了一对同构的金属纳米团簇：Au22(tBuPhC≡C)18(Au22)和Au16Cu6(tBuPhC≡C)18(Au16Cu6)。两个团簇的中心金属排布和配体完全相同，不同之处仅仅Au22的六个特别方位的金被铜替代，因而导致发光强度增大10倍，Au16Cu6的室温溶液态量子产率挨近100%；且发射峰极大值方位从原先的可见光区（690 nm）红移到近红外区（720 nm）。研讨之后发现，铜的引进不只增加了结构刚性，非辐射跃迁速率下降60倍，很重要的是系间窜跃速率进步300倍，因而磷光量子产率极大进步。合作单位我国科学技术大学周蒙团队的激起态动力学研讨提醒，铜的掺入使得S1和T1能量较为挨近，从而使S1到T1的系间窜迁速率进步300倍，完成了挨近百分之百的光致发光量子产率。

  该作业标明，即便在室温下的溶液中，经过金铜合金纳米团簇能轻松完成挨近百分之百的磷光量子产率，这将使得从生物成像到发光器材的使用成为可能。未来，研讨其他掺杂金属的掺杂效应将会很风趣，这可能会引起意想不到的光学性质。此外，经过种种组成战略能够体系地调理金属纳米团簇的发射能量规模，由于金属内核和配体壳层的结构都能够终究靠化学手法进行润饰。该作业为规划下一代高量子产率近红外发光资料供给了重要思路。

  图1.（A）Au22的单晶X射线的单晶X射线在二氯甲烷中的发射强度比照；（D）Au22在二氯甲烷中的激起和发射光谱；（E）Au16Cu6在二氯甲烷中的激起和发射光谱；（F）Au22和Au16Cu6在二氯甲烷中的发光寿数

  图2.Au22和Au16Cu6的超快激起态动力学成果（A）380 nm激起下Au22的Fs-TA数据图；（B）380 nm激起下的Au16Cu6Fs-TA数据图；（C）在700 nm处探测到的TA动力学轨道和两个团簇的对应拟合；（D）激起态弛豫图解

  清华大学教授王泉明和我国科学技术大学教授周蒙为该论文的通讯作者。清华大学化学系2020级博士生史宛琪，我国科学技术大学博士生曾琳林为一起一作。该研讨得到国家自然科学基金、国家重点研制方案等项目的支撑。

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