Triplet Energy Transfer from Perovskite Nanocrystals Mediated by Electron Transfer

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作者
Xiao Luo,Guijie Liang,Yaoyao Han,Yulu Li,Tao Ding,Shan He,Xue Liu,Kaifeng Wu
出处
期刊:Journal of the American Chemical Society [American Chemical Society]
卷期号:142 (25): 11270-11278 被引量:107
标识
DOI:10.1021/jacs.0c04583
摘要

Triplet energy transfer from colloidal nanocrystals is a novel approach to sensitizing molecular triplets that are important for many applications. Recent studies suggest that this triplet transfer can be mediated by a hole transfer process when it is energetically allowed. In contrast, electron-transfer-mediated triplet transfer has not been observed yet, which is likely due to hole-trapping in typical II–VI group nanocrystals inhibiting the hole transfer step following initial electron transfer and hence disrupting a complete triplet exciton transfer. Here we report electron-transfer-mediated triplet energy transfer from CsPbCl3 and CsPbBr3 perovskite nanocrystals to surface-anchored rhodamine molecules. The mechanism was unambiguously established by ultrafast spectroscopy; control experiments using CdS nanocrystals also confirmed the role of hole-trapping in inhibiting this mechanism. The sensitized rhodamine triplets engaged in a variety of applications such as photon upconversion and singlet oxygen generation. Compared to conventional one-step triplet transfer, the electron-transfer-mediated mechanism is less demanding in terms of interfacial electronic coupling and hence is more generally implementable. Overall, this study not only establishes a complete framework of triplet energy transfer across nanocrystal/molecule interfaces but also greatly expands the scope of molecular triplet sensitization using nanocrystals.
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