今天,比以往任何时候都需要科学来改善我们的日常生活,具体来说,材料科学必须应对有关人类重大问题的新挑战,包括在医学,能源储能和运输,农业和环境领域的突破解决方案。此外,必须使用符合可持续发展的方法以及循环经济的方法来实现这一点。这些不断增长的要求导致某些技术因其碳足迹,化石燃料的减少,元素的稀有性以及它们从矿山到生命的尽头的平衡而被重新考虑,这是所谓的生命周期评估在使用期间与可持续发展相结合的。因此,作为科学家,我们必须考虑这些标准,因为我们正在创建明天的材料。迫切需要基础研究,通过尽快从概念证明到原型制造业,将其成功培养到当前技术中。由于其反应性,分层材料以及更普遍的互化化合物在许多领域都引起了人们的极大兴趣,例如催化剂,光物理过程,电子,能量,能量,药物脱粒,生物材料,涂料,涂料,复合材料,作为聚合物填充物和
在过去的十年中,人们对 DNA 激发态动力学的认识取得了很大进展。[1] 在此背景下,理论研究既集中于单个核碱基的光物理性质,也集中于两个或多个碱基组装体中的相关相互作用,这些研究已成为探索 DNA 激发态衰变机制的有力工具。与单重态激发态相比,我们对三重态激发态的能量和动力学的认识仍然主要局限于单个碱基的性质。[2] 因此,尽管三重态-三重态电子能量转移 (TET) 可以引发 DNA 中的光毒性反应 [3-4],例如胸腺嘧啶环丁烷二聚体的形成 [5],但人们对决定天然 DNA 中三重态命运的核碱基 p 堆叠中 TET 的电子相互作用强度和时间尺度知之甚少。因此,由于三重态激发态的离域程度及其迁移的大致时间尺度存在根本的不确定性,通过超快光谱实验测量的衰变组分的分配仍然是一项艰巨的任务。 [1]
最近的研究表明,在有机太阳能电池 (OSC) 中可以实现高效的自由载流子 (FC) 生成,且电压损失很小;然而,支持这一现象的光物理原理仍不清楚。在此,我们研究了最先进的 OSC 中 FC 生成的机制,该 OSC 由 PM6 和 Y6 分别作为电子供体和受体组成,其中最低激发单重态和电荷转移态之间的能量偏移小至 ~0.12 eV。我们使用瞬态吸收光谱来追踪由供体/受体界面产生的电子-空穴对引起的电吸收的时间演变。空穴从 Y6 转移到 PM6 后,我们观察到在皮秒时间尺度上缓慢但有效的空间电荷解离。基于温度依赖性测量,我们发现这种缓慢但有效的 FC 生成是由电荷通过在界面附近产生的能量级联向下能量弛豫驱动的。我们在此为非常热门的 PM6/Y6 混合系统中 FC 生成机制提供直接的实验证据。
光合作用被认为是维持星球生命的基础,而光收获是光系统的第一步,并激活了随后的光化学反应。然而,太阳辐射光谱和叶绿体的吸收曲线之间的不完全匹配限制了光合色素对阳光的完全吸收和利用。在这里,我们设计了两个新的聚集诱导的发射(AIE)活性分子,其活性烷基(TPE-PPO和TPA-TPO),并通过易于的无金属金属“单击”反应实现了对活叶绿体的实质性操纵。由于匹配的光物理特性,AIE发光剂(Aiegens)可以收集有害的紫外线辐射(HUVR)和光合效率低下的辐射(PIR),并进一步将其转化为光合作用的活性辐射(PAR),以吸收叶绿素。结果,共轭的Aiegen-Cloroplasts表现出更好的水分分离能力和三磷酸腺苷(ATP)生成的能力,这是光合作用中重要的产物。这是报道的第一个基于AIEGEN的共轭策略,用于改善太阳能利用率和增强光合作用效率。
胆固醇 27 和酰胺 28 在凝胶化学中很常见,利用 LMWG 实现必要且有效的合成仍然很困难。随着超分子凝胶化过程的演示,凝胶研究的当前方向 29 是将金属离子与 LMWG 一起引入,以形成多功能超分子金属凝胶。多种金属离子和低分子量有机组分的组合相结合,可生成具有不同自聚集机制和非共价特性的金属同质凝胶,从而导致在科学和技术领域开发出更引人注目和卓越的特性。超分子金属凝胶在材料科学的众多领域有着重要的应用,包括食品工业、化妆品、电子发射、光物理、逻辑门、药物输送、细胞培养、生物矿化、医学诊断、组织工程、光刻、光学活性、能量存储、电荷传输、催化、导电性、执行器、磁性材料、氧化还原响应、化学传感器、电化学和光电器件、纳米科学和纳米电子学等。30 – 49
智能家居/城市是物联网的重要体现之一,2 涉及各种类型的电子设备,如智能照明系统、3、4 音频视频设备和安全系统。5 其中,语音激活智能照明可以翻译语音命令,实现对灯光的控制。目前,发光二极管 (LED) 和有机发光二极管 (OLED) 已成为智能家居/城市的流行照明系统,6 而具有可调色发射的有机荧光材料是 OLED、7 生物传感、生物成像、8、9 防伪等潜在应用的重要组成部分。 10 与无机荧光粉相比,有机材料具有精确的分子结构,且分子骨架易于修改,有利于获得具有奇妙光物理性质的各种荧光材料,例如稳定的发光自由基、11 颜色可调的发射,以及单线态裂变、12 室温磷光 13 等。14,15 因此,人们致力于开发新型有机荧光材料,以实现具有先进应用的高科技有机电子器件。此外,已经构建了许多用于多色发射以及白光发射的可调荧光发射有机分子,例如比率响应发光材料、16
使用半导体材料从太阳能驱动的水生产氢是化石燃料的可持续替代品。这项研究的起源可以追溯到1972年,当时Fujishima和Honda报告了二氧化钛催化的光电化学氢产生。尽管有五十年的发展,但光催化材料在不同的方面已大大发展。然而,无论催化剂是有机的还是无机的,光催化氢产生的基础机制仍然尚不完全了解。广泛接受的物理模型提出,光产生电子 - 孔对,然后进行分离和转移。与有机光催化剂相对复杂,这与无机光催化剂相比,由于激子结合能高,并且有机半导体中电子 - 孔对或自由载体的迁移和运输不足。在这篇综述中,我们介绍了我们小组的有机光催化剂和先前报道的发现的最新研究。我们为有机半导体的未来光物理机制提供了范式,并讨论了挑战,我们认为这将为探索光催化氢生产的研究人员提供宝贵的见解。
5 澳大利亚悉尼科技大学变革性元光学系统卓越中心,澳大利亚新南威尔士州乌尔蒂莫 2007 年,澳大利亚 * 这些作者的贡献相同。 通讯作者 igor.aharonovich@uts.edu.au 摘要 六方氮化硼 (hBN) 中的色心已经成为集成量子光子学的有吸引力的竞争者。在这项工作中,我们对在蓝色光谱范围内发射的 hBN 单个发射器进行了详细的光物理分析。发射器采用不同的电子束辐照和退火条件制造,并表现出以 436 nm 为中心的窄带发光。光子统计以及严格的光动力学分析揭示了发射器的势能级结构,这表明缺乏亚稳态,理论分析也支持这一点。潜在缺陷可以具有在 hBN 带隙下半部分具有完全占据缺陷态和在带隙上半部分具有空缺陷态的电子结构。总的来说,我们的研究结果对于理解 hBN 中新兴蓝色量子发射器系列的光物理特性非常重要,因为它们是可扩展量子光子应用的潜在来源。简介单光子发射器 (SPE) 被广泛认为是建立和部署量子通信和计算的关键推动者,这涉及按需生成高纯度单光子发射 1-3 。六方氮化硼 (hBN) 因其独特的性质而备受关注,包括以 6 eV 为中心的宽层相关带隙、高激子结合能、存在光学活性自旋缺陷以及能够承载室温 (RT) 亮 SPE 4-11 。hBN 还因其用作深紫外范围的新兴光电材料而备受关注 12 。最近,通过阴极发光 (CL) 测量发现了在蓝色光谱范围内发射的 hBN 色心,称为“蓝色发射器” 13 。这组发射器通常显示超亮、光谱稳定和窄带发射,其零声子线 (ZPL) 始终以 436 nm 为中心 13, 14 。结果表明,这些缺陷与 4.1 eV 处的特征紫外线发射密切相关 9, 14-16 。对 hBN 进行预辐照,例如在氮气气氛中进行高温退火,可产生更高的特征紫外线发射产量,从而产生更多的蓝色色心 15 。此外,在低温下,与 hBN 中的其他量子发射器相比,这些缺陷具有稳定的发射,线宽为亚 GHz,光谱扩散最小 15 。最近,两
摘要:照明是人类的基本需求,因此寻找具有高效率和宽带白光发射的照明源十分必要。零维 (0D) 金属卤化物化合物是有希望的候选化合物,一些无铅含锑化合物表现出双峰白光发射。然而,它们的起源仍不清楚。为了解决这个问题,我们设计并制备了一类新的 0D 金属卤化物化合物,由 [M(18-冠-6)] + (M = NH 4 , Rb) 和 SbX 5 2 − (X = Cl, Br) 单元组成。我们发现 0D 化合物的发射曲线与 18-冠-6 醚的发射曲线不同且分离良好,不包括几篇报道中提出的配体内电荷转移机制。飞秒瞬态吸收数据和光物理性质的成分依赖性表明,双峰白光发射是由与金属卤化物耦合的自俘获激子的单重态和三重态(1 STE 和 3 STE)引起的。这些 0D 化合物也是非常高效的发射器,白光光致发光量子产率高达 54%。■ 简介照明是人类的基本需求,占全球电力消耗的约 20%。1
摘要:有机半导体中的三重态激发态通常是光学的黑暗和长寿的,因为它们具有自旋孔向单线基态的旋转过渡,因此在轻度收获的应用中阻碍了过程。此外,三胞胎通常会对系统造成损害,因为它们可以使反应性单线氧的形成敏感。尽管有这些不利的特征,但存在我们可以利用三胞胎状态的机制,这构成了本综述的范围。开始对三胞胎状态问题的简短探索,我们继续阐明有机材料中三重态利用的主要机制:1。磷光(pH),2。热活化的延迟荧光(TADF)和3。三重态 - 三胞胎歼灭(TTA)。在每个部分中,我们都会揭示其工作原则,强调其广泛的应用程序,并讨论其局限性和观点。我们特别注意在有机发光二极管(OLEDS)中使用这些机制,因为OLEDS是有机半导体的最繁荣的商业应用。本综述旨在为读者提供见解和机会,以与有机半导体的光物理特性和设备物理学进行研究,尤其是在利用三胞胎状态的潜力方面。关键字:磷光,TADF,TTA,三胞胎状态,交叉Intersystem cropsing■简介