Upconversion de fótons de fusão tripla de luz branca usando híbridos de nanocristais-moléculas. Crédito:Química (2022). DOI:10.1016/j.chempr.2022.03.003
Um grupo de pesquisa liderado pelo Prof. Wu Kaifeng do Dalian Institute of Chemical Physics (DICP) da Academia Chinesa de Ciências (CAS) revelou o mecanismo para a formação de trigêmeos de spin molecular a partir de spin-flip rápido em nanocristais coloidais e demonstrou suas aplicações fotoquímicas .
O estudo foi publicado em
Chem em 24 de março.
Tradicionalmente, as propriedades de spin dos semicondutores são um território da física. Desenvolvimentos recentes em materiais semicondutores cultivados em solução, como perovskitas de haleto de chumbo e nanocristais coloidais, começaram a incluir químicos neste jogo. Mas os tempos de vida de relaxamento de spin desses materiais ainda são muito curtos (normalmente alguns picossegundos à temperatura ambiente) para aplicações de tecnologia da informação spintrônica e quântica.
É importante ressaltar, no entanto, que existe um grande campo chamado "fotoquímica molecular" que gosta particularmente de estados trigêmeos moleculares relaxados por spin. Os fotoquímicos gastaram muito esforço na síntese de moléculas especiais chamadas sensibilizadores que podem produzir trigêmeos após fotoexcitação.
"Percebemos que os tempos de vida de spin curtos recentemente medidos em nanocristais coloidais deveriam encontrar aplicações imediatas em fotoquímica molecular", disse o Prof. Wu.
Os pesquisadores demonstraram fotoquímica habilitada para spin usando CsPbBr
3 nanocristais ancorados na superfície com moléculas de rodamina B. Usando espectroscopia avançada de laser de femtosegundo, eles descobriram que a excitação do nanocristal ou da molécula induzia uma separação de carga eficiente, e o rápido giro do transportador dentro do nanocristal permitiu a formação de alto rendimento de trigêmeos moleculares através da recombinação de carga. Em contraste, o mecanismo convencional de efeito de átomo pesado foi descartado para este sistema.
Conversão ascendente de fótons de fusão tripla acionada por luz branca e geração de oxigênio singlete usando nanocristais para inverter os giros para gerar trigêmeos moleculares. Crédito:Química (2022). DOI:10.1016/j.chempr.2022.03.003
Além disso, usando as vias duplas de formação de tripleto e a cobertura espectral complementar de CsPbBr
3 e rodamina B, eles alcançaram fotoquímica molecular tripla eficiente acionada por luz branca, incluindo conversão ascendente de fótons de fusão tripla e geração de oxigênio singlete.
"Este estudo abre um novo caminho para aplicações fotoquímicas de materiais semicondutores processados em solução", disse o Prof. Wu. “Isso pode inspirar o uso das propriedades de rotação desses materiais de baixo custo em mais campos”.
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