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研究人员观察到异常明亮的单分子上转换电致发光现象

2024-04-02 11:05:05 百科全书来源：

导读研究小组开发了一种新型高效上转换发光机制，通过扫描隧道显微镜(STM)诱导发光，首次观察到异常明亮的单分子上转换电致发光(UCEL)现象。研...

研究小组开发了一种新型高效上转换发光机制，通过扫描隧道显微镜(STM)诱导发光，首次观察到异常明亮的单分子上转换电致发光(UCEL)现象。研究结果发表在《自然通讯》上。

UCEL是材料在低能电子激发下发射高能光子的一种现象。深入了解这些相互作用的微观机制和能量转换的微观过程对于扩大上转换过程在有机光电器件以及光合作用中的应用至关重要。

研究人员由中国科学院中国科学技术大学董振超教授领导。董教授课题组长期致力于开发一种将STM高空间分辨率表征与光学技术高灵敏度检测相结合的耦合技术，为在单分子水平上观察和调节分子的光电行为提供了有力的手段。

虽然受限于非弹性电子散射激发效率低下，该团队提出的单分子上转换发光效率非常低。此外，宏观系统中高效的上转换发光机制，如三重态-三重态湮灭和Oechs效应，在单分子系统中很难有效发挥作用。因此，实现高效的单分子UCEL仍然是一个挑战。

结合STM诱导发光技术和单分子界面能级排列的控制工程，该团队成功地将单分子UCEL的效率比之前报道的提高了一个数量级以上。令人惊讶的是，他们发现在上转换偏压下测得的单分子上转换发光强度甚至超过了正常偏压下的电致发光强度。

研究人员发现，通过微调分子界面的能级排列，可以消除低效非弹性电子-分子散射的局限性，实现一种全新的、涉及纯载流子注入的高效上转换激发机制过程。

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