تفاعل شكل النواة وبنية السطح للإضاءة الفلورية القريبة من الأشعة تحت الحمراء في الأنبوب النانوي الذهبي بدقة ذرية

من الصعب الحصول على تجمعات الذهب النانوية ذات الإضاءة القوية في النطاق القريب من الأشعة تحت الحمراء (NIR). هنا نعرض تجمعًا على شكل قضيب يتكون من Au28(p-MBT)14(Hdppa)3(SO3CF3)2 (1 باختصار، Hdppa هو N,N-bis(diphenylphosphino)amine، وp-MBT هو 4-methylbenzenethiolate) الذي تم تصنيعه. تكشف تحليلات البلورات الأحادية بالأشعة السينية أن لديها نواة على شكل قضيب مركزية للوجه مكعب (fcc) Au22 مصنوعة من وحدتي Au15 مزدوجتي الرؤوس. يتميز الشكل 1 بالإضاءة الفلورية القريبة من الأشعة تحت الحمراء مع حد أقصى للإصدار عند 920 نانومتر، وعائد الفلورة الضوئية (PLQY) هو 12%، وهو 30 ضعفًا لـ Au21(m-MBT)12(Hdppa)2SO3CF3 (2، حيث m-MBT هو 3-methylbenzenethiolate) مع تركيب مماثل و60 ضعفًا لـ Au30S(S‑t‑Bu)18 مع هيكل مشابه. تكشف حسابات DFT الديناميكية الزمنية (TDDFT) أن الإضاءة في 1 مرتبطة بالنواة Au22. تشير انزياحات ستوك الصغيرة الخاصة بـ 1 إلى أن لديها تشوه هيكلي صغير جدًا في الحالة المثارة، مما يؤدي إلى احتمال مرتفع لمعدل التدهور الإشعاعي (kr). إصدار العنقود 1 هو مزيج من الفوسفوريسنس والفوتولومينس الكبير المُفعل حراريًا (TADF)، وزيادة الإضاءة NIR تتعلق بشكل أساسي بتحفيز kr بدلاً من تثبيط knr. يوضح هذا العمل أن النواة المعدنية وبنية السطح كلاهما مهم جدًا لمواد الإضاءة القريبة من الأشعة تحت الحمراء المعتمدة على التجمعات. من الصعب الحصول على تجمعات الذهب النانوية ذات الإضاءة القوية في النطاق القريب من الأشعة تحت الحمراء. هنا، يظهر المؤلفون أنه بالنسبة للتجمعات النانوية على شكل قضيب، كلا من شكل النواة وبنية السطح الصلبة مهمان لزيادة الانبعاثات NIR.