journal article·2024-04-09Open access

Insights into NdIII to YbIII Energy Transfer and Its Implications in Luminescence Thermometry

Mariangela Oggianu, Valentina Mameli, Miguel A. Hernández-Rodríguez, Noemi Monni, Manuel Souto, Carlos D.S. Brites, Carla Cannas, Fabio Manna, Francesco Quochi, Enzo Cadoni, Norberto Masciocchi, Albano N. Carneiro Neto, Luís D. Carlos, Maria Laura Mercuri

Chemistry of Materials· Volume 36· Issue 7

Abstract

High Resolution Image Download MS PowerPoint Slide This work challenges the conventional approach of using Nd III 4 F 3/2 lifetime changes for evaluating the experimental Nd III → Yb III energy transfer rate and efficiency. Using near-infrared (NIR) emitting Nd:Yb mixed-metal coordination polymers (CPs), synthesized via solvent-free thermal grinding, we demonstrate that the Nd III [ 2 H 11/2 → 4 I 15/2 ] → Yb III [ 2 F 7/2 → 2 F 5/2 ] pathway, previously overlooked, dominates energy transfer due to superior energy resonance and J -level selection rule compatibility. This finding upends the conventional focus on the Nd III [ 4 F 3/2 → 4 I 11/2 ] → Yb III [ 2 F 7/2 → 2 F 5/2 ] transition pathway. We characterized Nd 0.890 Yb 0.110 (BTC)(H 2 O) 6 as a promising cryogenic NIR thermometry system and employed our novel energy transfer understanding to perform simulations, yielding theoretical thermometric parameters and sensitivities for diverse Nd:Yb ratios. Strikingly, experimental thermometric data closely matched the theoretical predictions, validating our revised model. This novel perspective on Nd III → Yb III energy transfer holds general applicability for the Nd III /Yb III pair, unveiling an important spectroscopic feature with broad implications for energy transfer-driven materials design.
Source: openalex_inverted_index · Quality: baseline

Research context

OpenAlex topics: Luminescence Properties of Advanced Materials · Lanthanide and Transition Metal Complexes · Chemical Thermodynamics and Molecular Structure

SciVX discovery tags are terminology-based. OpenAlex topics are source-provided classifications.

Affiliations

Dipartimento di Scienze Chimiche e Geologiche, Università degli Studi di Cagliari, Monserrato I-09042, Italy

INSTM, Via Giuseppe Giusti, 9, Firenze 50121, Italy

Phantom-g, Department of Physics, CICECO-Aveiro Institute of Materials, University of Aveiro, Aveiro 3810-193, Portugal

Department of Chemistry, CICECO-Aveiro Institute of Materials, University of Aveiro, Aveiro 3810-193, Portugal

Dipartimento di Fisica, Università degli Studi di Cagliari, Complesso Universitario di Monserrato, Monserrato I-09042, Italy

Dipartimento di Scienza e Alta Tecnologia & To.Sca.Lab., Università degli Studi dell, via Valleggio 11, Como 22100, Italy

Funding

Ministero dell?Istruzione, dell?Universit? e della Ricerca · Fondazione di Sardegna · University of Cagliari · Funda??o para a Ci?ncia e a Tecnologia · Universit? degli Studi di Sassari · Centro d?Eccellenza per la Sostenibilit? Ambientale

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