Laterale π‐erweiterte stickstoffdotierte molekulare Nanographene – Von der Anti‐Kasha‐Emission zu Ping‐Pong‐Energieübertragungsevents

Zusammenfassung Nanographene, die mindestens eine Dimension kleiner als 100 nm aufweisen, ziehen interdisziplinäre Aufmerksamkeit auf sich. Das Verständnis des Zusammenspiels zwischen Struktur und Eigenschaften ist jedoch noch im Anfangsstadium. Molekulare Nanographene eignen sich deutlich besser, um diese Wissenslücke zu schließen als Graphen-Quantenpunkte oder Nanobänder. Ihre Bottom-up-Synthese ermöglicht atomare Präzision und unterstützt damit den Umgang mit der Struktur und deren Verbindung mit Eigenschaften. Hier werden die Effekte der Stickstoffdotierung und der lateralen π-Erweiterung in molekularen Nanographenen und in deren Koordinationskomplexen mit Ruthenium-Porphyrinen untersucht. Die Anwesenheit von nur Stickstoff führte zu einer Erhöhung des Fluoreszenzquantenaustrags, ohne jedoch die Energieniveaus zu beeinflussen. Die laterale π-Erweiterung der Nanographene führte hingegen zu einer Modulation der angeregten Zustandsenergie, was zu einer thermisch aktivierten dualen Fluoreszenz mit Quantenausträgen von bis zu 61 % führte. In den entsprechenden Koordinationskomplexen führte die laterale π-Erweiterung zu einer Ping-Pong-Energieübertragungs-Kaskade, das heißt, vom Nanographen zum Metalloporphyrin und zurück zum Nanographen. Die Ergebnisse helfen, die in Graphen-Quantenpunkten und Nanobändern beobachteten Eigenschaften direkt zu rationalisieren. Darüber hinaus beweisen sie, dass molekulare Nanographene ansprechende Komponenten für Solarenergieumwandlungsschemata sind, bei denen die Modulation der interkomponentalen Energieübertragung von höchster Bedeutung ist.