유로퓸 도핑 비스무트 산화물 나노클러스터

본 연구는 약 2 nm 크기의 유로퓸(Eu3+)이 도핑된 원자 정밀 비스무트 산화물 나노클러스터(BiO-NCs)의 구조적 및 광학적 특성을 규명합니다. 초기 BiO-NC인 [Bi38O45(NO3)24(dmso)28]:Eu(C-1D:Eu)는 리간드 교환을 통해 용해성 메타크릴레이트(-OMc) 배위 화합물인 [Bi38O45(OMc)24(dmso)4]:Eu·4dmso·4H2O(C-2D:Eu) 및 [Bi38O45(OMc)24(EtOH)10]:Eu·4EtOH(C-2E:Eu)로 전환되었으며, Eu3+ 도핑량(ω ≈ 1%)은 유지되었습니다. 단결정 X선 회절(SC XRD) 분석 결과, C-1D:Eu 및 C-2E:Eu에서 비스무트 원자의 부분적인 치환이 확인되었으며, 특히 {Bi38O45} 클러스터의 내부 {Bi6O9} 코어에서 우선적으로 발생함이 시사되었습니다. 온도 의존적 광발광 연구에서는 저온에서 비스무트 및 유로퓸 기반의 이중 발광이 관찰되었으나, 상온에서는 유로퓸 기반 발광만 유지되었습니다. Eu3+의 낮은 대칭 환경으로 인해 5D0 → 7F0(전기 쌍극자) 전이에서 현저한 강도가 관찰되었으며, 약 2 ms의 수명과 53%(C-2D:Eu)에서 65%(C-1D:Eu)에 이르는 양자 수율을 보였습니다. C-2E:Eu의 높은 용해도는 유기-무기 하이브리드 재료 합성에 활용될 수 있음을 보여줍니다. 메틸 메타크릴레이트, 2-하이드록시에틸 메타크릴레이트 및 C-2E:Eu의 라디칼 공중합을 통해 투명한 하이브리드 재료가 성공적으로 제조되었습니다. 이 재료는 2.7·10-5 mol%의 낮은 Eu3+ 함량에서도 뚜렷한 광발광 특성을 나타내어, 다양한 광학 응용 분야에서의 잠재력을 시사합니다.