【Angew】基于反向系间穿越的反斯托克斯能量转移

总结：

本研究提出了一种基于反向系间穿越(RISC)在热活化延迟荧光(TADF)分子上的反斯托克斯发射(ASPL)机制。通过结合三重态敏化剂Ir(ppy)3和TADF分子CzBSe，实现了0.18 eV的反斯托克斯能量转移，为未来能量收集技术提供了新途径。

摘要：

研究团队探索了一种新型的光子上转换(PUC)机制，该机制利用热活化延迟荧光(TADF)分子上的反向系间穿越(RISC)。实验中，以Ir(ppy)3作为三重态敏化剂，CzBSe作为TADF分子，实现了从Ir(ppy)3到CzBSe的三重态能量转移，产生了0.18 eV的反斯托克斯发射。这一过程不仅提高了能量转换效率，还为光学冷却系统等应用提供了新的可能性。研究发现，三重态能量转移速率依赖于TADF分子的三重态辐射衰减速率以及能量受体和供体之间的吉布斯自由能差异。

研究结果：

1. 机制创新：

• 提出了利用RISC在TADF分子上的ASPL机制，实现了三重态到单重态的高效能量转换。

2. 能量转换效率：

• 实现了0.18 eV的反斯托克斯能量转移，接近CzBSe的单重态-三重态能量分裂和Ir(ppy)3与CzBSe之间的三重态能量差之和。

3. 材料选择与优化：

• 选择了Ir(ppy)3作为能量供体，CzBSe作为能量受体，展示了通过分子设计实现的高效能量转移。

4. 温度依赖性研究：

• 研究了温度对ASPL的影响，发现在较低温度下，反向能量转移成为主要通道，影响三重态激发态的动态。

5. 效率影响因素：

• 揭示了TADF分子的三重态辐射衰减速率和电子转移的吉布斯自由能差异对三重态转移效率的影响。

参考文献

Kohata, S.; Nakanotani, H.; Hosokai, T.; Yasuda, T.; Tsuchiya, Y.; Adachi, C. Anti‐Stokes Emission Utilizing Reverse Intersystem Crossing. Angew Chem Int Ed 2024, e202419323. https://doi.org/10.1002/anie.202419323.