Desvendando as interações quânticas do Dot-Molécula para ligantes conjugados π-conjugados: Insights sobre os efeitos do grupo de ligação e ancoragem


Pontos quânticos (QDs) revestidos com ligantes conjugados com π exibem transferência de energia trigêmea (TET), que abre o caminho para conversão de atualização por fótons by way of fotossensibilização de QD. Aqui estudamos o efeito da ligação do ligante e sua orientação sobre a eficiência da transferência de energia tripleta através da análise da têmpera da fotoluminescência de QD. Comparando ligantes antraceno com diferentes grupos de ancoragem, descobrimos que a substituição de carboxilato por grupos tiol ou ditiol aumenta as taxas de têmpera por fatores de 3 e 4,5, respectivamente. Para obter essas informações quantitativas, inventamos um modelo de Stern-Volmer modificado, levando em consideração a distribuição de Poisson da ligação do ligante nos QDs. Para esse fim, mostramos que os ligantes ligados à base de antraceno exibem alterações espectrais distintas em seus espectros de absorção, incluindo uma mudança batocrômica dependente de ligante com uma progressão vibrônica modificada e largura espectral ampliada. Essas mudanças, relacionadas à desprotonação dos grupos de ancoragem após a ligação e o ambiente confinado na superfície do QD, permitem a distinção do cruzamento do limite para os ligantes livres após a adição do ligante. Isso nos permite incorporar a estequiometria precisa de ligação ao ligante para extrair taxas de extinção confiáveis. Consistente com os cálculos de DFT, a extinção aprimorada para os antracenos tiolados é atribuída à orientação paralela do sistema π em relação à superfície QD, permitindo uma sobreposição orbital maior que leva a taxas mais rápidas de TET através do mecanismo de Dexter. Este trabalho contribui para os princípios de design para sistemas híbridos eficientes-orgânicos de QD para melhorar a transferência de energia tripla.

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