郑州大学《AM》:碳纳米点中的彩色三重态激子，用于延时照明

1成果简介 

延时照明在关灯时为人眼提供了一个额外的缓冲照明时间。三重态激子的长寿命发射具有突出的潜力，但由于泡利不相容原理导致的禁戒跃迁特性使其变暗，开发全色和明亮的三重态激子仍然具有挑战性。本文，郑州大学刘凯凯副教授、单崇新教授等在《Adv. Mater》期刊发表名为“Colorful Triplet Excitons in Carbon Nanodots for Time Delay Lighting”的论文，研究通过将多色 CNDs 发射体限制在 NaCNO 晶体中，实现了碳纳米点 (CNDs) 中从紫外 (UV) 到近红外 (NIR) 的三重态激子发射。

NaCNO晶体可以隔离CNDs，抑制激发态电子聚集引起的能量转移引起的三重态激子猝灭，限制晶体还可以通过抑制非辐射跃迁引起的三重态激子耗散来促进磷光。CNDs中辐射复合三重态激子的磷光覆盖了300 nm（UV）到800 nm（NIR）的光谱区域，相应的寿命可以达到15.8、818.0、239.7、168.4、426.4和127.6 ms。此外，基于多色磷光CND设计了环保发光灯罩，从而展示了延时LED。这些发现将激发开发 UV 到 NIR 磷光 CND 和多色延时照明应用的新机会。

2图文导读  

图1. (a) 磷光和荧光转换过程的示意图。(b) 全彩色室温下的磷光CND

图2.（a）Hückel理论的示意图。（b） 六种构型和（c）CND的相应HOMO和LUMO。（d） 紫外CNDs（紫色线）、B-CNDs（蓝色线）、G-CNDs（绿色线）、Y-CNDs（黄色线）、R-CNDs（红色线）和NIR CNDs（深红色线）的吸收光谱（左侧）和荧光光谱（右侧）

图3：（a）多色磷光CNDs的过渡模型示意图。  (b) B-CNDs、(c) Y-CNDs和(d) R-CNDs的时间分辨磷光光谱。(e) B-CNDs、Y-CNDs和R-CNDs的随温度变化的磷光衰减图。(f)打开开关时的延时LED的照片，以及关闭开关时的延时LED的照片。

图4、（a）磷光CND作为内部延迟提醒照明的光学照明材料的应用。（b） 白光激发的RTP-CNDs的激发光谱。（c） 日光激发RTP CND的激发发射等高线图。（d） RTP CNDs粉末的照片监控了白光激发的延迟发射的失活过程。（e） 蓝色、绿色和红色RTP木质薄膜在365 nm紫外线灯下的照片，以及移除紫外线灯后的明亮插图。（f） CND在关闭白光灯前后的照片以及CND的CIE坐标。

3小结 

总之，通过调整共轭原子设计了多色磷光CNDs，其相应的三重激子在NaCNO基体的约束下变得明亮。 这项工作不仅有助于设计具有高性能的UV-VIS-NIR磷光材料，还能推动延时照明的更多应用。

文献：

https://doi.org/10.1002/adma.202212286

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来源：文章来自AM网站，由材料分析与应用整理编辑。

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