电荷迁移态在有机稀土发光配合物敏化发光过程中的作用机制研究

Research on the role of charge transfer state(CT state) in the sensitized emission of organic luminescent lathanide complexes became hot topic in recent years. This mechanism brings the hope to overcome the obstacle such like the excitation window restrict, low sensitization efficiency and the high dependency on the environment.By the use of steady state spectroscopy, electro-chimical spectroscopy and time-resolved spectroscopy methods, this project will focus on the intra-molecullar excited energy transfer and relaxation mechanism, in a series of organic luminescent lanthanide complexes which composed by D-pi-A type ligands with the acceptor side. particular emphasis will be put on the tunning mechanism of the charge transfer state behavior, and the role of CT state in the the sensitized emission process of the complex.Research results of this project will help us to understand the relationship between the excited state energy transfer and relaxation mechanism with the molar eletronic structures.These research may provide new idea on the design and sythesis of better optical functional lathanide complexes.

电荷迁移态(CT态)在敏化有机稀土发光配合物中的地位和作用在近年来受到越来越多的关注。这一机制有望从根本上避免传统的三重态敏化机制带来的激发光窗口限制、低敏化效率、对环境因素敏感等缺点。本项目拟利用稳态光谱、电化学和电化学光谱以及时间分辨光谱等测试手段，研究一类由具有D-pi-A结构的配体以受体端配位合成的有机稀土发光配合物中的分子内激发态能量传递和激发态能量弛豫机制。重点研究其中的CT态能级性质的化学调控规律，以及该能级在敏化稀土离子发光过程中的地位和作用。研究结果将进一步加深我们对光功能稀土配合物中能量传递机制，激发态能量弛豫机制，与配体分子电子结构和稀土离子电子结构之间关系的认识，为新的高性能的光功能稀土配合物的结构设计和优化提供理论依据和新思路。

本项目研究了新型有机配体DFQZ及其与Yb离子形成的配合物Yb(tta)3DFQZ的光物理性质，包括稳态光谱性质以及激发态能量传递机制和双光子激发特性。在研究中我们发现了配合物Yb(tta)3DFQZ独特的量子产率与温度的正相关关系。我们把这种特异的动力学性质归因于配合物中存在的LMCT能级起到的敏化和非辐射去激发的双重作用。研究工作还对配合物中Yb离子激发态能级内部的能量交换对温度的响应机制做了详细研究。此外我们还研究了六方相的NaLuF4:20% Yb3+的上转换纳米粒子中温度调控对浓度猝灭机理的影响；构建并试验了了UCNP@PPy@DNA-Dox新型多功能纳米平台在活体中生物成像指导下的光热-化疗及解毒的一体化应用。还在稀土发光配合物纳米材料的生物光学成像以及光热敏感的纳米凝胶、具有光热杀菌功能的纳米复合材料等相关领域开展了研究工作，获得了一系列创新性研究成果。