【Adv. Mater.】荧光增强达到了 94.06 倍，量子产率提高了 32.40 倍，新型核壳量子点

简介

本文研究了 AgNC@AgAux 核壳量子点（QDs）的合成及其光电性能，揭示了其在光致发光增强中的潜力。通过电子注入和表面等离激元引起的局部强电场，实现了显著的荧光增强。

摘要

双金属核壳量子点（QDs）具有独特的光电性能，在重金属检测和光学成像等领域显示出巨大的应用潜力。本文合成了 AgNC@AgAux 核壳量子点，并通过时间分辨瞬态吸收光谱和 X 射线吸收近边结构光谱研究了其电子注入和表面等离激元共振现象。研究表明，Ag 核心向 AgAux 壳层注入电子，增强了局部电场，使荧光增强达到了 94.06 倍，量子产率提高了 32.40 倍。该材料在检测 Cu²⁺离子方面表现出优异的性能。

研究结果与讨论

1. 合成与表征：

通过改良的种子介导法合成 AgNC@AgAux QDs，AgNCs 作为核心，AgAux 壳层紧密包覆在 Ag 核心表面，展示了良好的单分散性和球形纳米结构。高分辨透射电子显微镜（HRTEM）图像显示了明显的核壳结构，HAADF-STEM 图像和 EDS 线扫描图谱进一步证实了核壳结构的形成。

2. 电子转移与等离激元共振：

通过 X 射线光电子能谱（XPS）和 X 射线吸收近边结构光谱（XANES）研究发现，Ag 核心向 AgAux 壳层注入电子，壳层接受更多电子后表现出负化学位移。有限元方法分析和时间分辨光致发光光谱（TRPL）表明， AgNC@AgAux QDs 在 433 nm 处产生强局部电磁场，促进了表面配体到金属核心的电子转移。

3. 光电性能增强：

AgNC@AgAux QDs 在不同激发波长下显示出增强的光致发光性能，特别是在 433 nm 处的等离激元共振峰显著增强了荧光发射。与 AgAu 3 QDs 相比， AgNC@AgAux QDs 的荧光增强达到了 15.88 倍，量子产率提高了 2.6 倍。瞬态吸收光谱（TAS）显示， AgNC@AgAux QDs 在不同时间延迟下的光漂白信号和光诱导吸收现象进一步证实了电子从 Ag 核心到 AgAux 壳层的转移。

4. 热稳定性与氧含量相关性：

AgNC@AgAux QDs 显示出优异的热稳定性和氧含量相关性。研究表明，在 240 天存储后， AgNC@AgAux QDs 的荧光强度和量子产率显著提高，表现出优异的长期稳定性。

结论

本文揭示了通过调控 AgNC@AgAux 核壳结构实现荧光增强的机制，并展示了其在重金属检测和光学成像等领域的应用前景。

参考文献

Chen, Y.; Hu, Y.; Zhang, Y.; Huang, H.; Yang, X.; Gu, Y.; Meng, F.; Xia, Y.; Fu, Z.; Zhang, X.; Chu, J. Synergistic Enhancement of Fluorescence Through Plasmon Resonance and Interfacial Charge Transfer by AgNC@AgAux Core–Shell Quantum Dots. Advanced Materials 2025, 2415388. https://doi.org/10.1002/adma.202415388.