高量子效率的近红外二区荧光AgAuSe合金化量子点
无机半导体量子点具有很多独特的物理化学性质,包括尺寸依赖的荧光发射、高的发光强度、高的光物理/化学稳定性和表面易功能化等,被广泛应用于发光二极管(LED)、太阳能电池、激光器和生物成像等诸多领域。因此,设计和合成具有高荧光量子产率(PLQY)、可调的荧光发射和良好生物相容性的量子点一直是研究的热点。
**近红外窗口(NIR-II,900-1700 nm)荧光由于活体组织对其光子的吸收和散射效应大大降低,在生物医学成像和近红外LED等方面得到了广泛的研究。Ag基量子点(Ag2S和Ag2Se)是**的不含有毒性重金属元素的NIR-II荧光探针。以Ag2Se为例,它具有窄的直接带隙(0.15 eV),是一种理想的NIR-II荧光材料。然而,Ag2Se中Ag离子的高迁移率导致大量的阳离子空位和晶体缺陷,导致Ag2Se量子点的PLQY小于1%。因此,开发一种新的策略来获得高PLQY的Ag基量子点具有重要意义。
图1. AgAuSe量子点的结构和光学性质表征
图2. AgAuSe量子点的变温光谱和瞬态吸收光谱
基于此,采用合金化的方法合成了银金硒(AgAuSe)量子点。该量子点发射峰位于978 nm,其绝对PLQY为65.3%(为目前报道的不含毒性重金属的NIR-II量子点PLQY的记录),发射半峰宽为90 nm,寿命为4.58 μs。结合变温光谱,表明该量子点PLQY增强的主要原因在于非辐射跃迁的****。进一步通过瞬态吸收光谱,表征了其激子动力学过程。这种合金化策略对不同尺寸的Ag2Se量子点具有普适性,可以在820-1170 nm范围内调节AgAuSe量子点的荧光发射光谱。这种具有无毒重金属元素的高PLQY量子点在生物成像、发光二极管和光伏器件中表现出巨大的应用潜力。
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小编zhn2021.03.30