我院陳葉青老師2018年在Nanoscale期刊上發(fā)表了題為“Concentration induced multi-color emission in carbon dots: origination from triple fluorescent centers”的研究論文。論文自發(fā)表以來(lái)，得到了國(guó)內(nèi)外同行的高度認(rèn)可，并被同行多次引用。該論文在2019、2020年兩年連續(xù)成功入選高被引論文!

論文的主要研究?jī)?nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn)如下：

提出了濃度影響的多色發(fā)光碳點(diǎn)及其三中心熒光機(jī)理：碳點(diǎn)作為一種新型的零維碳納米材料，由于其出色的光學(xué)、光電轉(zhuǎn)換性能，在生物成像、光催化、發(fā)光照明等領(lǐng)域有越來(lái)越廣的應(yīng)用。但對(duì)于碳量子點(diǎn)的早期研究主要集中在藍(lán)綠色區(qū)域，在長(zhǎng)波長(zhǎng)發(fā)射區(qū)域研究相對(duì)較少，并且缺乏對(duì)發(fā)光機(jī)理的闡明。本文報(bào)道了一種多色熒光碳點(diǎn)的水熱合成方法，采用檸檬酸與乙醇胺為原料，通過(guò)調(diào)節(jié)溶劑與產(chǎn)物濃度從而獲得一批具有不同熒光的碳點(diǎn)，發(fā)射波長(zhǎng)變化從450nm-600nm，覆蓋了從藍(lán)色到橙紅色區(qū)域。研究者發(fā)現(xiàn)，熒光發(fā)射的變化本質(zhì)上源自于碳核，邊界能級(jí)和表面態(tài)能級(jí)這三個(gè)發(fā)光中心的存在。來(lái)自于共軛sp2軌道雜化的碳核部分，主要表現(xiàn)為藍(lán)色熒光，有隨著激發(fā)波長(zhǎng)改變的特性；而來(lái)自于碳點(diǎn)的表面態(tài)能級(jí)，熒光波長(zhǎng)從橙色到紅色，基本不隨激發(fā)波長(zhǎng)改變。通過(guò)氫鍵結(jié)合的N原子在其中表現(xiàn)出誘導(dǎo)效應(yīng)和保護(hù)作用，使此現(xiàn)象在極性非質(zhì)子溶劑中表現(xiàn)的更為明顯，也為碳點(diǎn)材料的熒光機(jī)理研究提供了重要依據(jù)。

研究人員進(jìn)一步將碳點(diǎn)分散于環(huán)氧樹(shù)脂中，得到了具有橙黃色熒光的碳點(diǎn)/環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料，可以作為LED的封裝材料。通過(guò)調(diào)節(jié)碳點(diǎn)含量，可以得到暖白光LED，其CIE坐標(biāo)為(0.42, 0.35)，色溫為3100K，效率為14.03 lm/W。因此，這種合成原料廉價(jià)、合成方法簡(jiǎn)單的多色碳點(diǎn)有望作為熒光粉的替代材料推進(jìn)光電器件特別是白光LED應(yīng)用的進(jìn)程。(Nanoscale, 2018, 10, 6734 - 6743)

圖1. (a)不同濃度碳點(diǎn)樣品在紫外光照射下的熒光照片；(b) 變波長(zhǎng)激發(fā)的二維熒光圖譜，圖中1,2,3區(qū)域代表同時(shí)存在在A6樣品中的三個(gè)發(fā)光中心；(c)碳點(diǎn)三中心熒光歸屬的模型示意圖；(d)碳點(diǎn)樣品混合環(huán)氧樹(shù)脂封裝LED的CIE坐標(biāo)圖和(e)光譜圖，插圖為暖白光LED的工作照片。

論文全文鏈接：

https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2018/nr/c8nr00204e#!divAbstract

引用：[1] Yeqing Chen, Hongzhou Lian, Yi Wei, Xin He, Yan Chen, Bo Wang, Qingguang Zeng,* and   Jun Lin*, Concentration induced multi-color emission in carbon dots: origination from triple fluorescent centers, Nanoscale, 2018, 10, 6734-6743.