Multiphonon Relaxation in Molecular Lanthanoid Luminescence

• Applicant: Professor Dr. Michael Seitz
• Subject Area: Inorganic Molecular Chemistry - Synthesis and Characterisation
• Term: from 2014 to 2019
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 256010690

• Final Report Year: 2019

Final Report Abstract

Ziel dieses Projektes war die Untersuchung und Verbesserung der Lumineszenz von molekularen Metallkomplex-Luminophoren durch gezielte Isotopenmarkierung, in der Regel durch Deuterierung von C-H-Einheiten in den entsprechenden Liganden. Die Untersuchung der Photophysik nach selektiver Isotopenmarkierung erlaubte eine ganze Vielzahl von neuen Erkenntnissen v.a. in der Grundlagenforschung der Lanthanoiden-Lumineszenz, zum Beispiel bezüglich der quantitativen Analyse der Multiphonon-Relaxation ("Quenching") lanthanoid-zentrierter Zustände oder der Anwendbarkeit des Energy-Gap-Laws. Auf der Anwendungsseite konnten eine Reihe von hocheffizienten nah-Infrarot-Luminophore durch Perdeuterierung erhalten werden, u.a. molekulare Ytterbium(III)- und Chrom(III)-Komplexe mit sehr hohen Quantenausbeuten in Lösung von bis zu 30%.

Publications

• Breakdown of the Energy Gap Law in Molecular Lanthanoid Luminescence: The Smallest Energy Gap Is Not Universally Relevant for Nonradiative Deactivation. Inorg. Chem. 2014, 53, 3263
  C. Doffek, J. Wahsner, E. Kreidt, M. Seitz
  
• Non-Radiative Deactivation of Lanthanoid Excited States by Inner-Sphere Carboxylates. Inorg. Chem. 2015, 54, 10841
  J. Wahsner, M. Seitz
  
• The Radiative Lifetime in Near-IR Luminescent Ytterbium Cryptates - The Key to Extremely High Quantum Yields. Angew. Chem. Int Ed. 2015, 54, 9719
  C. Doffek, M. Seitz
  
• Deuterated Molecular Ruby With Record Luminescence Quantum Yield. Angew. Chem. Int. Ed. 2018, 57, 1112
  C. Wang, S. Otto, M. Dorn, E. Kreidt, J. Lebon, L. Srsan, P. Di Martino-Fumo, M. Gerhards, U. Resch-Genger, M. Seitz, K. Heinze
  
• Non-radiative Deactivation of Lanthanoid Luminescence by Multiphonon Relaxation in Molecular Complexes. Handbook on the Physics and Chemistry of Rare Earths (Vol. 53), Elsevier, Amsterdam, 2018, 35
  E. Kreidt, C. Kruck, M. Seitz
  
• Understanding and Exploiting Long-lived Near-infrared Emission of a Molecular Ruby. Coord. Chem. Rev. 2018, 359, 102
  S. Otto, M. Dorn, C. Förster, M. Bauer, M. Seitz, K. Heinze