郑州大学臧双全&陈高松JACS：压力激活的原子级精确金纳米团簇高效近红外发光

实现原子级精确金纳米团簇（Au NCs）的高效近红外（NIR）发光一直是一个挑战，主要受限于金核的强振动自由度。

本研究郑州大学臧双全和陈高松等人合成了两种金纳米团簇：[Au₁₁(PPh₃)₈Cl₂]Cl（Au₁₁-1）和Au₁₁(PPh₃)₇Cl₃（Au₁₁-2），其初始NIR光致发光量子产率（PLQY）分别为0.3%和0.32%。通过静水压力效应，系统研究了它们的NIR压致发光行为。在高压下，Au₁₁-1表现出显著的NIR发光增强，当压力增至3.6 GPa时，其PLQY从初始的0.3%提升至75.6%，创下了固态金纳米团簇的最高纪录。而Au₁₁-2则仅表现为单调的压致发光淬灭。原位高压X射线衍射和理论计算揭示了两种团簇各向异性压缩的差异：Au₁₁-1沿a轴快速收缩加剧了金核的结构畸变，而Au₁₁-2沿b轴压缩则抑制了金核的畸变。

高压飞秒瞬态吸收和拉曼光谱协同证明，压力驱动的定向结构畸变显著抑制了Au₁₁-1核沿a轴的低频振动非辐射损失，从而实现了NIR发光增强。本研究为设计高效NIR发光材料提供了新思路。

文章亮点

1. 高压下NIR发光效率大幅提升：Au₁₁-1在3.6 GPa压力下，PLQY从0.3%飙升至75.6%，创下固态金纳米团簇的纪录。

2. 各向异性压缩机制：Au₁₁-1沿a轴压缩加剧金核畸变，抑制非辐射损失；而Au₁₁-2沿b轴压缩则抑制畸变，导致发光淬灭。

3. 振动调控新策略：通过压力定向调控金核低频振动，为设计高效NIR发光材料提供了原子尺度的理论依据。

Ya-Ni Yang, Qiu-Yang Wan, Meng-Jie Zhu, Hua-Yang Ru, Ji-Kun Yang, Qi Li, Meng Zhou, Gaosong Chen, Yuchen Wu, Lei Jiang, and Shuang-Quan Zang

Journal of the American Chemical Society Article ASAP

DOI: 10.1021/jacs.5c09304

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.5c09304

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