近年来，稀土掺杂上转换纳米材料的应用有了很大的发展，包括生物成像、生物传感、单颗粒成像、防伪和信息存储等。然而，纳米材料在生物应用中仍面临挑战。因此，在分子水平上创建上转换系统非常有意义，且具有挑战性。尽管基于稀土元素的上转换体系在分子化学中具有可调节的发光性质和良好的再现性等优势，但在分子尺度上的实例很少，尤其是在非氘化的溶液中获得上转换发光现象更加具有挑战性。

近日，上海大学孙丽宁教授团队与中科院长春应用化学所/清华大学张洪杰院士及加拿大Concordia University的John A. Capobianco教授团队合作，发展了一种由单核Yb³⁺配合物作为敏化剂和单核Eu³⁺配合物作为活化剂的上转换发光共晶聚集体。其在980 nm近红外光的激发下，Yb³⁺-Yb³⁺离子对吸收光子后，以协同敏化上转换的方式传递给Eu³⁺离子，实现了Eu³⁺的红色上转换发光，同时其在365 nm的紫外光激发下，也能够获得Eu³⁺离子的红色下转移发光。

作者进一步研究了不同比例的分子组合对共晶聚集体发光的影响，当Yb³⁺:Eu³⁺的摩尔比为1:1时其发光强度最强，在980 nm波长激发下（2.1 W/cm²），展现出了0.67±0.03%的上转换发光量子产率，这比相同分子水平的Yb-Tb离子对高出约100倍。作者进一步对该共晶聚集体的结构和能量传递机理进行了系统的表征和讨论，创新性的实现了稀土配合物在非氘化溶液中的室温上转换发光。

该工作中，作者成功的合成了离散的单核Yb³⁺和Eu³⁺分子稀土配合物，其拥有良好的稳定性和可重复性，在室温下的非氘化溶液中实现了高量子产率的上转换发光，为设计双核和多核稀土配合物的分子上转换发光体系提供了崭新的思路。