理论计算揭示了金掺杂银纳米团簇发光增强的物理机制

贵金属纳米团簇在光学传感和生物成像等领域有着巨大的应用前景，但金或银纳米团簇的发光强度很低，限制其作为荧光纳米材料的应用。近期的实验研究偶然发现，少量金原子掺杂的银纳米团簇，其发光强度戏剧性地提升了几十到几百倍。由于其内在的微观本质不清楚，限制了进一步的实验探索和实际应用。

化学学院崔刚龙教授、方维海教授和德国科隆大学Dolg教授合作，在精确的激发态电子结构计算和发射光谱细致分析的基础上，首次揭示了掺杂的金原子的相对论效应以及金-银的键协极化效应调控了金掺杂银纳米团簇的电子结构和发光性质，从而显著提升纳米团簇的发光强度。此外，从理论上预示了银纳米团簇的空间结构随掺杂金原子数量的变化规律。该理论工作为实验创制性能优异的贵金属纳米发光材料提供了新思路和新方向。

相关成果近期发表于《德国应用化学》，“ The Origin of the Photoluminescence Enhancement of Gold-Doped Silver Nanoclusters: The Importance of Relativistic Effects and Heteronuclear Gold–Silver Bonds”, Angew. Chem. Int. Ed. 2018, 57, 9965-9969。北京师范大学化学学院为第一单位，解晓英博士生为该工作的第一作者。该工作得到国家自然科学基金委优秀青年基金和科学中心项目资助。