近日，理学院孙丽宁教授团队在分子水平的稀土上转换发光领域又取得重要进展，相关研究结果以“Upconversion Luminescence in Mononuclear Yb/Sm Co-crystal Assemblies at Room Temperature”为题发表在化学顶级学术期刊《德国应用化学》（Angewandte Chemie International Edition，JCR和中科院一区Top）上。该论文第一作者为2020级博士生孙国涛，上海大学为第一作者单位和唯一通讯作者单位。
由于稀土离子具有丰富的能级及4f电子跃迁的特性，使得某些稀土材料具有独特的上转换发光性能，能够将低能量的近红外激发光转换为高能量的可见光或紫外光发射，近年来稀土上转换发光已被广泛应用于多个前沿领域。目前，稀土上转换发光现象的研究主要集中于无机基质中，例如块状材料、荧光粉和纳米颗粒等。在很长一段时间里，上转换发光被认为不可能在分子配合物中实现，主要原因是分子配合物中的-CH, -OH和-NH基团能够通过非辐射跃迁的方式猝灭本身就很弱的上转换发光。
近日，上海大学理学院化学系孙丽宁教授团队设计了一种Yb/Sm共晶聚集体，该聚集体由单核Yb分子配合物和单核Sm分子配合物组成，在980 nm近红外光的激发下，能量通过协同敏化上转换和能量转移上转换的方式传递给Sm3+离子，实现了Sm3+离子的上转换发光；同时在360 nm的紫外光激发下，该Yb/Sm共晶聚集体也能够发射出Sm3+离子的下转移发光。除了荧光光谱的结果，下图照片也显示出，分别在360 nm与980 nm波长光激发下，肉眼能够清楚地观察到该Yb/Sm聚集体的单晶都能够呈现出亮丽的橙红色发光。此外，该团队进一步研究了不同比例的分子配合物组合对Sm3+离子发光的影响，当Yb3+:Sm3+的摩尔比为1:1时其发光强度最强，同时也探究了下转移和上转换发光过程的荧光寿命变化等。该团队对Yb/Sm共晶聚集体的结构和能量传递机理进行了系统的表征和讨论，创新性的实现了分子配合物中Sm3+离子的上转换发光，这为设计新型分子上转换发光体系打开了崭新的思路。
该研究工作由上海大学和中科院长春应用化学研究所/清华大学张洪杰院士合作完成，孙丽宁教授为唯一通讯作者。该工作得到了国家自然科学基金、上海市国际科技合作项目、上海市“曙光计划”项目及稀土资源利用国家重点实验室开放课题的大力支持和资助。
文章链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202312308
