Des agrégats mis à nu
Fully inorganic colloidal gold nanocluster
David Amans (équipe luminescence), Clothilde Comby-Zerbino et Rodolphe Antoine (équipe SpectroBio), en collaboration avec des collègues de Essen, Hambourg et Eggenstein-Leopoldshafen, ont publié un article intitulé "Photoluminescence of fully inorganic colloidal gold nanocluster and their manipulation using surface charge effects" dans la revue Advanced Materials.
David Amans (luminescence team), Clothilde Comby-Zerbino et Rodolphe Antoine (SpectroBio team), with colleagues from Essen, Hamburg and Eggenstein-Leopoldshafen, published an article entitled "Photoluminescence of fully inorganic colloidal gold nanocluster and their manipulation using surface charge effects" in the journal Advanced Materials.
La luminescence des clusters d’or est un phénomène largement étudié, mais dont l’origine reste sujet à débat. Les méthodes chimiques qui permettent de les synthétiser impliquent la présence de ligands. Ces ligands impliqués dans la luminescence, au travers des transferts de charges ligands/métal, sont souvent sensibles à l’environnement, ce qui conduit à de fortes variations sur le signal de photoluminescence.
Dans ce travail, des clusters d’or nu, de taille contrôlée, ont été synthétisés par fragmentation laser de solutions colloïdales d’or, elles-mêmes synthétisées par ablation laser en liquide. Il apparaît que les propriétés de luminescence des objets d’une taille de 2 à 2.5 nm diffèrent significativement de celles des objets d’une taille inférieure à 1 nm (caractérisés par spectrométrie de masse), les premiers étant dominés par l’émission de cœur quand les seconds sont dominés par une émission associée à des états de surface. De plus l’intensité de luminescence est pilotée par la charge de surface qui peut être modulée par le pH de la solution, observations confirmées par des calcul DFT.
Dans ce travail, des clusters d’or nu, de taille contrôlée, ont été synthétisés par fragmentation laser de solutions colloïdales d’or, elles-mêmes synthétisées par ablation laser en liquide. Il apparaît que les propriétés de luminescence des objets d’une taille de 2 à 2.5 nm diffèrent significativement de celles des objets d’une taille inférieure à 1 nm (caractérisés par spectrométrie de masse), les premiers étant dominés par l’émission de cœur quand les seconds sont dominés par une émission associée à des états de surface. De plus l’intensité de luminescence est pilotée par la charge de surface qui peut être modulée par le pH de la solution, observations confirmées par des calcul DFT.
The origin of the photoluminescence of noble metal nanoclusters is a controversial topic that has been addressed in many studies but could not be clarified to date. The primary drawback is that the current state-of-the-art chemical synthesis methods only give access to ligand-capped nanoclusters The ligands capping the metal kernel are involved in luminescence (through ligand/metal charge transfer) and are often sensitive to the environment, which leads to strong variations on the observed photoluminescence. In this work, the generation of ligand-free gold nanoclusters is demonstrated through a laser-based synthesis method, involving laser fragmentation of pristine laser-generated colloids, followed by a purification procedure. It appears that the emission behavior of small (2–2.5 nm) and ultrasmall ((<1 nm, fully characterized by mass spectrometry) NCs is significantly different and dominated by either core- or surface-based emission states. The photoluminescence intensity is a direct function of the surface charge density easily adjusted by the pH of the surrounding medium. The correlation is confirmed by DFT calculations.
