我国科学家给出三种发光现象的统一解释

发布时间:2020-11-19 14:15 来源:摘自科技日报 阅读次数:
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记者从中科院合肥研究院获悉,该院固体所伍志鲲课题组与多个课题组合作,研究发现团簇间距离相关的激发电子非辐射转移机制不仅能解释晶体诱导发光减弱现象,而且也能解释聚集诱导发光淬灭(ACQ)和聚集诱导发光(AIE)现象。相关成果日前在线发表于《自然通讯》上。


对材料发光现象的研究,不仅具有重要的理论价值,而且具有广阔的应用前景,多年来一直引起人们的高度关注。 2017年,伍志鲲课题组发现了同为聚集态的晶体团簇的发光比无定形态的弱,而随后其他课题组在团簇研究中报道了晶态诱导发光增强现象。该现象可搬用现有的AIE机制来解释,但不能用现有的ACQ机制来解释,因为团簇内没有类似的大平面结构。如何解释这一现象,这些发光现象背后是否存在统一的解释? 

弄清这些问题,一个思路是得到同种团簇的不同晶相排列结构,通过比较它们的荧光强弱,探寻潜在的规律。科研人员通过调控晶相排列结构,得到了同种团簇的不同晶相结构,发现团簇间平均距离小的晶相结构具有相对较弱的发光。在此基础上,研究人员提出了距离关联的团簇激发电子非辐射转移机制:在一定范围内,随着团簇间距离减小,激发态电子除了在团簇内非辐射转移外,在团簇间非辐射转移也增强,导致辐射能量相对减少,从而发光减弱。

由于这种团簇间的激发电子转移很难用实验直接观察到,研究人员采用理论计算,发现团簇间距离变小时,团簇集合体通过电子云重叠所形成前线分子轨道的能量间隙也减小。进一步的团簇发光寿命测试也表明在较高压力下,出现了一个新的发光寿命,并且这个寿命随压力增加而减小,与前面所提及的理论计算相呼应,为团簇内、团簇间非辐射电子转移随距离减小而增强的推测提供了证据。