Эффективная фотосенсибилизированная, электросенсибилизированная и механосенсибилизированная люминесценция комплексов лантаноидов

4f–4f-эмиссия комплексов Tb(III), Eu(III) и Sm(III) играет важную роль в создании монохроматических люминесцентных материалов зелёного, красного и глубокого красного цвета для дисплеев, осветительных и сенсорных устройств. 4f–4f-эмиссия комплексов Yb(III), Nd(III) и Er(III) наблюдается в ближней инфракрасной (ИК) области и используется в биоимиджинге и системах безопасности. Однако их коэффициенты поглощения чрезвычайно малы (ε < 10 L mol−1 cm−1). В этом обзоре представлены фотосенсибилизированные люминесцентные комплексы лантаноидов(III), содержащие органические хромофоры (лиганды) с большими коэффициентами поглощения (ε > 10 000 L mol−1 cm−1). Рассмотрены элементы молекулярного дизайна органических соединений, включая (1) управление возбуждённым триплетным состоянием (T1), (2) влияние на полосу переноса заряда (CT) и (3) перенос энергии от ионов металлов, обеспечивающие эффективную фотосенсибилизированную люминесценцию. Также рассмотрены характерные электросенсибилизированная люминесценция (электролюминесценция) и механолюминесценция (триболюминесценция) комплексов лантаноидов(III). Ожидается, что комплексы лантаноидов(III) с тщательно спроектированными органическими молекулами откроют новые направления исследований в химии, физике, электронике и материаловедении. По мнению исследователей из Японии, комплексы лантаноидов можно сделать интенсивно люминесцирующими, спроектировав их лиганды таким образом, чтобы они действовали как антенны. Благодаря длительным временам жизни люминесценции и узким полосам излучения ионы лантаноидов являются привлекательными компонентами монохроматических люминесцентных материалов. Однако их слабое поглощение света препятствует широкому применению. Ясучика Хасэгава и его коллеги из Университета Хоккайдо рассматривают, как эту проблему можно решить с помощью координирующих лигандов, выполняющих функцию антенн. Такие лиганды поглощают падающий свет и передают его энергию иону лантаноида. Исследователи подчёркивают важность возбуждённых триплетных состояний и процессов переноса заряда в органических лигандах. Они также обсуждают случаи, когда люминесценция индуцируется электрически или механически.