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中国科学技术大学教授周蒙课题组与清华大学教授王泉明团队合作，在溶液中实现了金属团簇>99%量子产率的近红外发光，并揭示了其三重态发光机制，解决了这一方向的难题。1月19日，相关研究成果以near-unity nir phosphorescent quantum yield from a room-temperature solvated metal nanocluster为题，发表在《科学》（science）上。

近红外发射的金纳米团簇在生物领域具有潜在的应用价值，但这些团簇的近红外发光量子产率（plqy）通常较低（<10%）。研究通过铜掺杂合成au16cu6团簇，发现其在室温无氧溶液中表现出>99%的plqy。近100%plqy团簇的制备，有助于进一步开发高近红外发光量子产率的金属团簇。

该研究合成了au22(tbuphc≡c)18（au22）及其铜掺杂对应团簇au16cu6(tbuphc≡c)18（au16cu6），并探讨了其光物理性质。单晶x射线衍射结果分析表明，au22和au16cu6具有相似的结构。研究对这两个团簇进行基本的发光性质表征发现，au22的发光峰位于690nm，au16cu6的发光峰位于720nm。研究在空气条件下利用绝对法测得au22和au16cu6的plqy分别为9%和95%，在无氧溶液中通过绝对法和相对法测得au16cu6的plqy均达到100%。时间相关单光子计数测得au22和au16cu6的发光寿命分别为485ns和1.64μs。

该工作通过瞬态吸收光谱进一步研究两种团簇的激发态动力学，发现两种团簇的发光态均来自于三重激发态（t1），并在飞秒瞬态吸收光谱中观察到不同的动力学过程。在380nm激发下，au22表现出148 ps的上升过程，而au16cu6表现出0.5ps的快速下降过程。研究通过三重态敏化实验证明，这两个过程可归属于s1→t1的系间窜跃（isc）。铜掺杂使得au16cu6具有更小的∆est，显著加快了其isc的速率，因此au16cu6展现出接近100%的plqy。

研究工作得到科学技术部、国家自然科学基金委员会和中国科学院的支持。

au22和au16cu6的结构

au22和au16cu6在二氯甲烷中的发光性质

au22和au16cu6激发态动力学行为

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