光致发光(PL)是分子和纳米材料的重要性质之一，在发光二极管(LED)、生物探针等领域有着广泛的应用。除了有机分子，多核d¹⁰过渡金属配合物，如Cu(I)，Ag(I)和Au(I)的PL性能也得到了广泛的研究。与金属配合物相比，具有离域自由价电子的硫酸盐(SR)保护的金属纳米团簇(NCs)在溶液中的量子产率(QYs)在环境条件下通常较低。因此，提高金属-SR NCs的QYs一直是人们研究的热点。

近日，美国卡内基梅隆大学金荣超教授，安徽大学朱满洲教授，安徽医科大学宋永波教授报道了一种电子工程策略，通过原子结构控制来设计基态和激发态，可以在室温下从[Au@Cu₁₄(SPh^tBu)₁₂(PPh(C₂H₄CN)₂)₆]⁺纳米团簇（Au@Cu₁₄）的非脱气溶液中获得非常高的磷光QY。

文章要点

1）Au@Cu₁₄团簇具有一个单原子（Au）核和一个外部大型Cu（I）复杂笼。这样的构造极大地增强了单重态到三重态的转移，并且还抑制了振动能量的损失，因此，在室温环境溶液中获得了71.3％的高磷光QY。

2）由于Cu₁₄笼对三重态波函数（triplet-state wave function）的保护，因此与典型的磷光金属配合物相比，Au@Cu₁₄的磷光对空气（即O₂）的敏感性要低得多。

这种采用单重原子核和刚性笼状封装策略所设计出的高磷光NCs，有望广泛用于LED、高分辨率光学纳米探针和防伪等实际应用。

参考文献

Yongbo Song, et al, Ultrabright Au@Cu₁₄ nanoclusters: 71.3% phosphorescence quantum yield in non-degassed solution at room temperature, Sci. Adv. 2021

DOI: 10.1126/sciadv.abd2091

http://advances.sciencemag.org/content/7/2/eabd2091