Nanoscale 五邑大学陈叶青曾庆光团队碳量子点发光材料研究取得新进展
来源 | 五邑大学 编辑 | 化学加
导读
最近，国际一区Top学术期刊《Nanoscale》（影响因子：7.367）发表了五邑大学应用物理与材料学院陈叶青、曾庆光博士与学校特聘教授林君研究员合作的关于碳量子点发光材料研究的最新成果（Nanoscale, 2018,10, 6734-6743）。
碳量子点作为一种新型的零维碳纳米材料，由于其出色的光学、光电转换性能，在生物成像、光催化、发光照明等领域有越来越广的应用。但对于碳量子点的早期研究主要集中在蓝绿色区域，在长波长发射区域研究相对较少，并且缺乏对发光机理的阐明。研究成果报道了一种多色荧光碳点的水热合成方法，通过调节溶剂与产物浓度从而获得一批具有不同荧光的碳点，发射波长变化从450nm-600nm，覆盖了从蓝色到橙红色区域。研究发现，荧光发射的变化本质上源自于碳核，边界能级和表面态能级这三个发光中心的存在。来自于共轭sp2轨道杂化的碳核部分，主要表现为蓝色荧光，有随着激发波长改变的特性；而来自于碳点的表面态能级，荧光波长从橙色到红色，基本不随激发波长改变。通过氢键结合的N原子在其中表现出诱导效应和保护作用，为碳点材料的荧光机理研究提供了重要依据。
图1：碳量子点的结构在日光和紫外光照射下的发光性能
研究人员进一步将碳点分散于环氧树脂中，得到了具有橙黄色荧光的碳点/环氧树脂复合材料，可以作为LED的封装材料。通过调节碳点含量，可以得到暖白光LED，其CIE坐标为(0.42, 0.35)，色温为3100K。这种合成原料廉价、合成方法简单的多色碳点有望作为荧光粉的替代材料推进光电器件特别是白光LED应用的进程。
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