Ett schema över riktningsenergi (exciton) migration i MOF, tillsammans med porfyrinbyggstenarna i MOF, visas.
Center for Nanoscale Materials (CNM) användare från Northwestern University, arbetar tillsammans med Nanophotonics Group vid Argonne National Laboratory, rapportera funktionaliseringen av porfyrinbaserade metallorganiska ramverk (MOF) med CdSe/ZnS kärna/skal kvantprickar (QDs) för förbättring av ljusskörd via energiöverföring från QD till MOF. Detta arbete banar väg för utveckling av effektiva ljusskördande komplex för solenergiomvandling.
På grund av deras effektiva energitransportegenskaper, porfyrinbaserade MOF är attraktiva föreningar för solfotokemiapplikationer. Dock, deras absorptionsband ger begränsad täckning i det synliga spektralområdet för ljusskördande applikationer. Det breda absorptionsbandet för QDs i det synliga området erbjuder större täckning av solspektrumet av QD-MOF hybridstrukturer. Tidsupplösta emissionsstudier vid CNM visar att fotoexcitation av QDs följs av energiöverföring till MOFs med verkningsgrader på mer än 80%.
Schematisk över QD-sensibilisering och energiöverföring till MOF:erna; QDs är 5-6 nm och interporfyrinavståndet är ca 1 nm.
Denna sensibiliseringsmetod kan resultera i en> 50% ökning av antalet fotoner som skördats av en enda monolager MOF-struktur med ett monolager av QDs på MOF-ytan. Porfyrinmolekyler med olika substituenter användes för att ändra graden av strukturell anisotropi i MOF, för att företrädesvis öka anisotropin i elektronisk koppling mellan porfyriner i specifika riktningar, för att producera anisotrop energimigration. Teoretisk utvärdering av kopplingskonstanterna utfördes också.
