導(dǎo)讀

近日，寧夏大學(xué)材料與新能源學(xué)院劉寬冠教授團(tuán)隊聯(lián)合中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)周蒙教授、清華大學(xué)王泉明教授在原子級精確金屬納米團(tuán)簇的界面結(jié)構(gòu)調(diào)控與光致發(fā)光性能研究方面取得重要進(jìn)展。研究成果以“Room-temperature photoluminescence in monocarboxylate-protected silver nanoclusters via steric hindrance-induced interfacial structure locking”為題，正式被國際頂級期刊《Nature Communications》（影響因子15.7）接收發(fā)表，寧夏大學(xué)為第一完成單位，寧夏大學(xué)2023級博士研究生姜文雅、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)孔潔博士為論文共同第一作者，通訊作者為周蒙、劉寬冠和王泉明。

金屬納米團(tuán)簇因其獨(dú)特的物理化學(xué)性質(zhì)，在催化、傳感、光電器件等領(lǐng)域展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景。然而，如何精準(zhǔn)調(diào)控其界面結(jié)構(gòu)以實現(xiàn)高性能室溫發(fā)光，一直是該領(lǐng)域的研究難點(diǎn)。劉教授團(tuán)隊創(chuàng)新性地提出了一種基于“空間位阻誘導(dǎo)界面結(jié)構(gòu)鎖定”的策略，成功設(shè)計并合成了兩種原子級精確的單羧酸保護(hù)銀納米團(tuán)簇。

團(tuán)隊通過精細(xì)調(diào)節(jié)羧酸配體的空間位阻，實現(xiàn)了納米團(tuán)簇外圍配體殼層從“未鎖定”的離散結(jié)構(gòu)向“鎖定”的緊湊結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變。結(jié)果表明，這種界面鎖定顯著增強(qiáng)了團(tuán)簇的剛性，抑制了分子振動和非輻射躍遷，從而成功激活了銀納米團(tuán)簇在室溫下的光致發(fā)光性能。其中，結(jié)構(gòu)鎖定的團(tuán)簇在室溫固態(tài)下表現(xiàn)出明亮的黃光發(fā)射，光致發(fā)光量子產(chǎn)率高達(dá)53.11%。

團(tuán)隊進(jìn)一步結(jié)合飛秒瞬態(tài)吸收光譜與理論計算，揭示了其發(fā)光機(jī)制：鎖定結(jié)構(gòu)促進(jìn)了膦配體與金屬內(nèi)核之間的高效能量轉(zhuǎn)移，并有效抑制了振動弛豫，從而實現(xiàn)了高性能發(fā)光?；贛a優(yōu)異的溫度依賴發(fā)光特性，團(tuán)隊成功研制出可用于低溫環(huán)境（77K）視覺化傳感的器件原型，展現(xiàn)出在低溫傳感、生物樣本保存等領(lǐng)域的應(yīng)用潛力。

該研究不僅首次闡明了羧酸保護(hù)銀簇中界面結(jié)構(gòu)與其光致發(fā)光性能之間的構(gòu)效關(guān)系，也為今后在原子精度上設(shè)計高性能發(fā)光材料與微型光電器件提供了全新的思路和理論依據(jù)。

此項研究得到了國家自然科學(xué)基金（Grant No. 92161106）、寧夏自然科學(xué)基金（Grant No. 2024AAC03032、2023AAC02004）等項目的支持。學(xué)院團(tuán)簇新材料團(tuán)隊魏建宇副教授負(fù)責(zé)論文的計算工作，王帥琦副教授參與了光譜表征部分的研究。

論文鏈接：https://doi.org/10.1038/s41467-025-67834-x

來源：寧夏大學(xué)材料與新能源學(xué)院