上转换发光材料通常可以将两个低能量光子转换成一个高能量光子，在生物成像和治疗、防伪材料、信息安全、光伏以及光催化领域具有广阔的应用前景。近些年来，稀土配合物在上转换发光领域显示出了独特的潜力，然而，稀土离子之间相似的配位反应性对精准设计目标分子配合物带来了挑战，文献中许多的尝试都获得了统计学混合物，这极大限制了稀土配合物上转换发光体系的发展。

近日，北京大学刘志伟研究员课题组以Yb³⁺作为敏化剂，Eu³⁺作为激活剂，设计并合成了离子型的Yb-Eu异核金属配合物[Eu(Tp^Py)₂][Yb(ND)₄]。得益于Eu³⁺（1.07 Å）和Yb³⁺（0.98 Å）离子的半径差异，作者巧妙地选择六齿TpPy配体与Eu³⁺配位，双齿ND配体与半径较小的Yb³⁺配位，并通过高分辨率质谱和单晶结构分析，明确了Eu³⁺和Yb³⁺在配合物中的位点。

在980 nm的激发下，Yb³⁺-Yb³⁺离子对通过合作敏化过程实现了配合物[Eu(Tp^Py)₂][Yb(ND)₄]中Eu³⁺的上转换发射，相应log I-log P曲线的斜率为1.68，表明了其上转换发射为双光子过程。

除此以外，配合物[Eu(Tp^Py)₂][Yb(ND)₄]具有出色的光稳定性，在高功率980 nm的激光持续照射下（P = 33.33 W cm^-2），其LT₉₅（达到初始发射强度的95%的时间）为420分钟，远超其对比配合物[Eu(Tp^Py)₂][Yb(TTA)₄]（LT₉₅ < 1 min），[Eu(Tp^Py)₂][Yb(ND)₄]的优异性能可归因于ND配体较好的光稳定性和热稳定性。 

这项工作提供了纯离子型的Yb-Eu异核金属配合物上转换发光体系的第一个例子，作者利用合适的多齿配体分别与Yb³⁺和Eu³⁺离子选择性配位，进而明确了异核金属配合物[Eu(Tp^Py)₂][Yb(ND)₄]中Yb³⁺和Eu³⁺的位点，为稀土上转换发光分子配合物的合理设计带来新的见解。