発光性ユーロピウム錯体の配位環境制御による光誘起電子移動クエンチング

Coordination Environment-Controlled Photoinduced Electron Transfer Quenching in Luminescent Europium Complexes.

• Daniel Kovacs
• Emilie Mathieu
• Salauat R Kiraev
• Jordann A L Wells
• Ellen Demeyere
• Agnès Sipos
• K Eszter Borbas

抄録

励起された光捕集アンテナからEu(III)への光誘起電子移動による増感Eu(III)発光の消光を調べた。異なる金属結合部位を含む一連の錯体を調製し、Eu(III)/Eu(II)還元電位を変化させた。これらの錯体は単結晶X線結晶構造解析と常磁性H NMR分光法を用いて完全に特徴づけられ、その結果は錯体の構造的な類似性を支持するものであった。Eu(III)中心と光捕集アンテナの酸化還元及び光物理的挙動をサイクリックボルタンメトリーとナノ秒及びミリ秒の時間スケールでの定常及び時間分解発光分光法を用いて研究した。Eu(III)発光量子収率の全体的な減少に対する光誘起電子移動の寄与は、同等であり、多くの場合、X-H振動子へのカップリングのような確立されたプロセスによって引き起こされる消光よりも大きいことが判明した。これらの結果は、光誘起電子移動の除去または緩和が、広く使用されているEu(III)ベースのエミッタの発光特性を大幅に改善できることを示唆している。

The quenching of sensitized Eu(III) luminescence by photoinduced electron transfer from the excited light-harvesting antenna to Eu(III) was investigated. A series of complexes incorporating different metal binding sites and thus having varying Eu(III)/Eu(II) reduction potentials were prepared. The complexes were fully characterized using a combination of single-crystal X-ray crystallography and paramagnetic H NMR spectroscopy, the results of which support the structural similarity of the complexes. The redox and photophysical behavior of the Eu(III) center and the light-harvesting antenna were studied using cyclic voltammetry and steady-state and time-resolved emission spectroscopy on the nanosecond and millisecond time scales. The contribution of photoinduced electron transfer to the overall reduction of the Eu(III) luminescence quantum yield was found to be comparable and, in many cases, larger than the quenching caused by well-established processes such as coupling to X-H oscillators. These results suggest that the elimination or mitigation of photoinduced electron transfer could substantially improve the emissive properties of the widely used Eu(III)-based emitters.