Échange d'énergie entre les centres Nd3+ et Er3+ au sein des complexes moléculaires

Les assemblages moléculaires contrôlés et reproductibles incorporant des centres de lanthanides représentent une étape cruciale dans l'avancement des processus de conversion ascendante et descendante. Ce défi nécessite le développement de stratégies pour faciliter la ségrégation in situ efficace de différents ions métalliques de Ln à des positions distinctes au sein de la molécule. La famille unique de composés de coordination hétérométalliques LnLn′Ln purement développée par nos soins représente une plateforme idéale pour étudier le transfert d'énergie (TE) souhaité de Ln à Ln′. Dans ce contexte, nous rapportons ici le nouveau complexe ErNdEr (3) produit par synthèse en une seule étape, qui permet pour la première fois à l'échelle moléculaire d'étudier les mécanismes derrière le transfert d'énergie de Nd à Er. Pour évaluer davantage les propriétés photophysiques de ce complexe, les complexes analogues LuNdLu (1) et ErLaEr (2) ont également été préparés et étudiés photophysiquement. Une sensitation efficace via les deux β-dicétone utilisées comme ligands principaux a été prouvée pour les ions Nd3+ et Er3+, entraînant des spectres d'émission hautement résolus et des durées de vie d'état excité suffisamment longues, ce qui a permis d'évaluer davantage le TE de Ln à Ln′. Ce transfert inter-métallique a été d'abord détecté en comparant les spectres d'émission de solutions iso-absorbantes et démontré en comparant les valeurs de durée de vie avec ou sans l'agent quenchant de lanthanide (Er3+), ainsi qu'avec une analyse approfondie du spectre d'excitation des trois complexes. Ainsi, un phénomène très unique a été découvert, consistant en un TE mutuel de Nd à Er et de Er à Nd sans augmentation nette de brillance par aucun métal ; tandis que Nd3+ transfère l'énergie reçue de l'antenne à Er3+, la sensitation de ce dernier entraîne un retour à Nd3+ vers un état non émissif, donc silencieux.