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2026

稀土发光材料-镧系掺杂纳米晶 | Nature Chemistry

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在光电子学、光化学和诊疗学等领域，有机三线态激子具有重要的应用前景。然而，受制于自旋选择定则的制约，从单态基态（S?）直接激发至三线态（T?）是自旋禁阻的，且三线态辐射复合（磷光）效率极低，使得有机三线态通常视为"暗态"。如何突破这些自旋相关的限制，一直是长期存在的挑战之一。

近日，剑桥大学Huangtianzhi Zhu（浙江大学，朱黄天之）, Rakesh Arul，于中政Zhongzheng Yu & Akshay Rao等在Nature Chemistry上发文，报道了一种普适方法，通过将发色团连接到镧系掺杂纳米晶体表面，实现了镧系离子未成对电子与有机分子之间的自旋交换耦合，从而“点亮”有机三线态激子。

该项方法，实现了有机三线态的直接光激发，并在环境条件下，在溶液和薄膜中，获得了室温、纳秒时间尺度、对氧气不敏感的磷光。通过组合不同的有机发色团和镧系离子，还获得了可见光和近红外波段的磷光。

相比于仅能在晶体或低温下存在的常规有机磷光，所建立的三线态发光，无需结晶、低温或惰性气氛。这一方法，有望为室温有机磷光在光电器件及生物标记与成像领域的应用开辟新途径。

Lanthanide-doped nanocrystals enable organic room-temperature phosphorescence in solution through direct triplet excitation. 镧系掺杂纳米晶，通过直接三重态激发，实现了溶液有机物的室温磷光。