Conversión ascendente de fotones de fusión de triplete de luz blanca utilizando híbridos de moléculas de nanocristales. Crédito:Chem (2022). DOI:10.1016/j.chempr.2022.03.003
Un grupo de investigación dirigido por el Prof. Wu Kaifeng del Instituto de Física Química de Dalian (DICP) de la Academia de Ciencias de China (CAS) reveló el mecanismo para la formación de trillizos de espín molecular a partir del giro rápido en nanocristales coloidales y demostró sus aplicaciones fotoquímicas. .
El estudio fue publicado en Chem el 24 de marzo.
Tradicionalmente, las propiedades de espín de los semiconductores son un territorio de la física. Los desarrollos recientes en materiales semiconductores cultivados en solución, como las perovskitas de haluro de plomo y los nanocristales coloidales, han comenzado a incluir a los químicos en este juego. Pero la vida útil de relajación del espín de estos materiales sigue siendo demasiado corta (por lo general, unos pocos picosegundos a temperatura ambiente) para las aplicaciones de tecnología de la información cuántica y espintrónica.
Sin embargo, es importante destacar que existe un gran campo llamado "fotoquímica molecular" que es particularmente aficionado a los estados de triplete molecular con espín relajado. Los fotoquímicos se han esforzado mucho en la síntesis de moléculas especiales llamadas sensibilizadores que pueden producir tripletes tras la fotoexcitación.
"Nos dimos cuenta de que la vida útil corta del espín medida recientemente en nanocristales coloidales debería encontrar aplicaciones inmediatas en la fotoquímica molecular", dijo el profesor Wu.
Los investigadores demostraron la fotoquímica habilitada por espín utilizando CsPbBr3 nanocristales anclados en la superficie con moléculas de rodamina B. Usando espectroscopía láser de femtosegundo avanzada, encontraron que la excitación del nanocristal o de la molécula inducía una separación de carga eficiente, y el giro rápido del portador dentro del nanocristal permitía la formación de tripletes moleculares de alto rendimiento a través de la recombinación de carga. Por el contrario, para este sistema se descartó el mecanismo convencional del efecto de los átomos pesados.
Conversión ascendente de fotones de fusión de tripletes impulsada por luz blanca y generación de oxígeno singulete mediante el uso de nanocristales para cambiar los espines para generar tripletes moleculares. Crédito:Chem (2022). DOI:10.1016/j.chempr.2022.03.003
Además, utilizando las vías duales de formación de tripletes y la cobertura espectral complementaria de CsPbBr3 y rodamina B, lograron una fotoquímica de triplete molecular impulsada por luz blanca eficiente, incluida la conversión ascendente de fotones de fusión de triplete y la generación de oxígeno singulete.
"Este estudio abre una nueva vía para las aplicaciones fotoquímicas de materiales semiconductores procesados en solución", dijo el profesor Wu. "Puede inspirar el uso de las propiedades de giro de estos materiales de bajo costo en más campos". Los nanocristales de lantánidos iluminan los excitones de tripletes moleculares
