加利福尼亞大學河邊分校和德克薩斯大學*分校的材料科學家證明，使用硅納米晶體和特殊的有機分子精心設計的結構，可以實現發射光能高于激發材料的光。

這一結果使科學家們距離開發針對癌癥的微創光動力療法更近了一步。這一進展還可能催生用于太陽能轉換，量子信息和近紅外驅動的光催化的新技術。

高能光，例如紫外線激光，可以形成能夠攻擊癌組織的自由基。然而，紫外線不能深入到組織中，因此無法在靠近腫瘤部位的位置產生治療自由基。另一方面，近紅外光可穿透得很深，但沒有足夠的能量產生自由基。

 

雖然光子上轉換可以克服此限制，但目前用于光能轉換的材料效率低或具有毒性。硅被認為是無毒的材料，但是直到現在，研究人員仍無法證明硅納米晶體可以上轉換光子。

加州大學河濱分校的研究者們通過仔細研究硅納米晶體的表面化學來解決這個問題。該小組研究了如何將有助于將分子結合在一起的配體與納米顆粒連接。

然后，團隊將激光照射到溶液中。他們發現具有適當表面配體的硅納米晶體可以迅速將能量轉移到周圍分子的三重態。然后，稱為三重態-三重態三元融合的過程將低能激發轉換為高能激發，從而導致在比原始被納米粒子吸收的光子更短的波長或更高的能量下發射光子。

“要將低能光子轉變為高能光子，需要使用三重態，量子約束的納米粒子，并且需要將納米粒子和有機分子非常緊密地保持在一起。這就是獲得三重態的方式結合能量以獲得高能光子。”加州大學河濱分?；瘜W副教授Ming Lee Tang說。 Tang的實驗室開創了如何將共軛有機分子連接到硅納米顆粒的方法。