近日，中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所光電材料動力學(xué)創(chuàng)新特區(qū)研究組研究員吳凱豐團(tuán)隊基于量子限域的鈣鈦礦納米晶有效地實現(xiàn)了可見光驅(qū)動的萘三線態(tài)敏化。相關(guān)成果發(fā)表于《物理化學(xué)快報》（The Journal of Physical Chemistry Letters）上。

　　萘作為形式最簡單、三線態(tài)能量最高（約2.6eV）的多環(huán)芳烴，其三線態(tài)的敏化在上轉(zhuǎn)換、光催化、室溫磷光等領(lǐng)域具有重要意義。然而基于重金屬效應(yīng)的常見敏化劑分子如Ir(ppy)₃、Ru(bpy)₃²⁺ 、PtOEP等三線態(tài)能量相對較低，不能實現(xiàn)萘的三線態(tài)的敏化。且敏化劑分子在從單線態(tài)到三線態(tài)的系間竄越過程中會損耗較大的能量（≥0.5eV），若要實現(xiàn)萘的三線態(tài)敏化只能利用紫外光驅(qū)動。

　　吳凱豐研究團(tuán)隊提出，由于納米晶極弱的交換作用（幾個meV），幾乎沒有系間竄越帶來的能量損耗，而且鈣鈦礦納米晶相對傳統(tǒng)CdSe和CdS量子點(diǎn)等有較高的熒光量子產(chǎn)率，是實現(xiàn)萘的三線態(tài)敏化的優(yōu)異體系。動力學(xué)研究表明，在可見光激發(fā)下，量子限域的CsPbBr₃納米晶可發(fā)生到萘的超快三線態(tài)能量轉(zhuǎn)移。研究團(tuán)隊還發(fā)現(xiàn)，在此弱驅(qū)動力（-0.03-0.14eV）體系中，能量轉(zhuǎn)移的速率也隨載流子表面概率密度呈線性關(guān)系，與該團(tuán)隊近期報道的強(qiáng)驅(qū)動力體系（0.44-0.73 eV；J. Am. Chem. Soc., 2019）呈現(xiàn)出相同的物理規(guī)律，這進(jìn)一步揭示了納米晶到多環(huán)芳烴的三線態(tài)能量轉(zhuǎn)移機(jī)理。

　　該研究提出了一種新的敏化思路，利用可見光實現(xiàn)了萘的三線態(tài)敏化，為實現(xiàn)高增益的可見光到紫外光的上轉(zhuǎn)換，以及可見光驅(qū)動的高效光催化等提供了可能性。

　　該工作得到中科院A類先導(dǎo)專項、國家重點(diǎn)研發(fā)計劃、國家自然科學(xué)基金等資助。

大連化物所納米晶敏化分子三線態(tài)動力學(xué)研究取得新進(jìn)展