日本大阪大学Takashi Kubo教授和Tomohiko Nishiuchi助理教授团队：无取代三苯甲烷碳正离子的光学性质

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文章简介

自120年前发现三苯甲烷碳正离子以来，人们对具有各种颜色和发光特性的芳香族阳离子产生了浓厚的兴趣。近年来，科学家们合成了许多具有不同取代基的三苯甲烷碳正离子，它们的光学性质也被深入研究。然而，无取代的、具有高反应活性的三苯甲烷碳正离子的光学性质尚未进行详细研究。在本篇论文中，作者探索了无取代的三苯甲基六氟磷酸盐化合物在两种结晶状态下的光学性质（图1）。

图1. 三苯甲基六氟磷酸盐两种晶体的晶体结构和光物理性质

作者发现，无取代三苯甲基六氟磷酸盐会生长出两种不同颜色的晶体。如图2所示，开始生长晶体时，会先形成黄色晶体（Y-crystal），静置几分钟后，出现橙色晶体（O-crystal），静置数天后，几乎完全变为橙色晶体。荧光光谱测试表明这两种晶体发射出不同颜色的荧光，单晶衍射分析发现二者的晶体排布也完全不同。黄色晶体中，三苯甲烷碳正离子被PF6-隔开，因此三苯甲烷碳正离子之间没有明显的相互作用。而橙色晶体中，三苯甲烷碳正离子之间呈现出面对面的二聚体排列，并且PF6-和三苯甲烷碳正离子之间有着较强的电荷转移相互作用。降低温度，橙色晶体会转变为黄色晶体，升至室温后黄色晶体又转变为橙色晶体。此外，作者还发现无取代三苯甲烷碳正离子在低温下可以发射出磷光。理论计算发现具有面对面相互作用形成的二聚体结构的橙色晶体具有较大的自旋轨道耦合常数。

图2. 三苯甲基六氟磷酸盐的晶体生长和变化过程

以上论文以“Optical nature of non-substituted triphenylmethyl cation: Crystalline state emission, thermochromism, and phosphorescence”为题发表于 Aggregate 期刊，日本大阪大学的Tomohiko Nishiuchi助理教授为文章的第一作者和通讯作者，日本大阪大学的Takashi Kubo教授同为通讯作者。

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《聚集体（英文）》（Aggregate）创刊于2020年，是由华南理工大学、广东省大湾区华南理工大学聚集诱导发光高等研究院、Wiley 出版社三方合作创办的开放获取式英文学术期刊（双月刊）。本刊致力于报道出版“聚集”过程中的基础和应用研究的前沿科学，包括但不限于材料、化学、物理、生物以及应用工程等领域。聚集体科学研究范围广泛，单分子层次之上均可视为聚集体。特别是功能材料、化学、物理、生物技术、生命科学以及应用工程等领域的重要进展，为学术界搭建一个交流思想和意见的新平台，去分享聚集体研究的新发现和新突破，讨论聚集体研究的挑战和机遇。期刊于2023年获得首个影响因子18.8，JCI指数1.47，先后收录于DOAJ、ESCI、CAS等数据库。

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