近日，中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所光電材料動(dòng)力學(xué)特區(qū)研究組研究員吳凱豐團(tuán)隊(duì)通過(guò)合理調(diào)控無(wú)機(jī)納米晶表面缺陷態(tài)和無(wú)機(jī)/有機(jī)界面能級(jí)排布，結(jié)合超快時(shí)間分辨光譜技術(shù)，首次觀測(cè)到無(wú)機(jī)/有機(jī)界面電子轉(zhuǎn)移介導(dǎo)的三線態(tài)能量轉(zhuǎn)移現(xiàn)象。 _&K>fy3t&  
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　　近年來(lái)，大量的研究工作表明，充分耦合無(wú)機(jī)半導(dǎo)體納米晶高效的光吸收與有機(jī)分子長(zhǎng)壽命三線態(tài)特性，構(gòu)建雜化材料體系，有望在光催化合成、光動(dòng)力療法和太陽(yáng)能高效轉(zhuǎn)化等領(lǐng)域獲得重要應(yīng)用。實(shí)現(xiàn)上述耦合的物理過(guò)程是無(wú)機(jī)/有機(jī)界面三線態(tài)能量轉(zhuǎn)移。然而，近期的光譜研究發(fā)現(xiàn)，該物理過(guò)程遠(yuǎn)比傳統(tǒng)假設(shè)的Dexter傳能機(jī)制復(fù)雜。為獲得一個(gè)統(tǒng)一的物理圖像并推動(dòng)該領(lǐng)域發(fā)展，吳凱豐團(tuán)隊(duì)近期深入研究了無(wú)機(jī)/有機(jī)界面三線態(tài)能量轉(zhuǎn)移動(dòng)力學(xué)。在這些工作中，取決于無(wú)機(jī)納米晶與有機(jī)分子間的能級(jí)排布，三線態(tài)能量轉(zhuǎn)移或由納米晶到分子的空穴轉(zhuǎn)移介導(dǎo)（Nat. Commun., 2020；J. Am. Chem. Soc., 2020），或?yàn)橹苯拥娜�線態(tài)激子轉(zhuǎn)移（J. Am. Chem. Soc., 2019；J. Am. Chem. Soc., 2019）。 4C`p`AQqpQ  
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　　該團(tuán)隊(duì)意識(shí)到，在上述模型框架中尚且缺失的一個(gè)重要機(jī)制是：電子轉(zhuǎn)移介導(dǎo)的三線態(tài)能量轉(zhuǎn)移，即先發(fā)生納米晶到分子的電子轉(zhuǎn)移生成電荷分離態(tài)，再發(fā)生納米晶到分子的空穴轉(zhuǎn)移在分子中生成一個(gè)自旋平行的三線態(tài)激發(fā)態(tài)。該機(jī)制可認(rèn)為是空穴轉(zhuǎn)移介導(dǎo)機(jī)制的鏡像，在原理上完全可行，但從未見(jiàn)諸報(bào)道。在文獻(xiàn)中，納米晶到分子的電子轉(zhuǎn)移比空穴轉(zhuǎn)移被研究得更廣泛，為何不能同樣地介導(dǎo)三線態(tài)轉(zhuǎn)移?該團(tuán)隊(duì)推測(cè)，傳統(tǒng)的以II-VI族為代表的納米晶通常存在超快的空穴陷阱，該過(guò)程有可能打亂了完整的三線態(tài)激子轉(zhuǎn)移。 gF~#M1!!  
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　　受此啟發(fā)，該團(tuán)隊(duì)采用具有空穴缺陷容忍性的鉛鹵素鈣鈦礦納米晶作為三線態(tài)施主，羅丹明分子作為三線態(tài)受主，同時(shí)利用傳統(tǒng)硫化鎘納米晶作為對(duì)照組，構(gòu)建無(wú)機(jī)/有機(jī)界面模型體系。光譜動(dòng)力學(xué)清晰地揭示了鈣鈦礦納米晶-羅丹明體系中電子轉(zhuǎn)移介導(dǎo)的三線態(tài)能量轉(zhuǎn)移機(jī)制；而在硫化鎘納米晶中，空穴陷阱大大降低了空穴的能量，抑制了電子轉(zhuǎn)移后續(xù)需要的空穴轉(zhuǎn)移，從而無(wú)法完成三線態(tài)激子轉(zhuǎn)移。 6&[rATU+  
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　　此外，該團(tuán)隊(duì)從原理上指出，電荷轉(zhuǎn)移介導(dǎo)的三線態(tài)轉(zhuǎn)移機(jī)制與傳統(tǒng)的Dexter機(jī)制相比，對(duì)界面電子耦合強(qiáng)度的要求更低，因此不需要納米晶具有很強(qiáng)的量子限域效應(yīng)。這對(duì)于拓寬納米晶敏化劑的適用范圍具有重要實(shí)用價(jià)值，對(duì)此該團(tuán)隊(duì)也在單線態(tài)氧生成及光子上轉(zhuǎn)換等應(yīng)用中進(jìn)行了展示。 U%l<48@8  
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