高效發光碳點及其表面態控制的發光機理

復旦大學的熊煥明教授用尿素和對苯二胺為原料，首次通過一鍋法水熱合成與凝膠柱色譜分離，獲得了高效發光、波長從藍到紅調變的碳點，並成功地應用於細胞熒光分析和小動物活體成像研究。和傳統方法製備的碳點不同，這些經過嚴格分離純化的碳點具有高度的光學統一性：每個樣品的發射波長都不依賴於激發波長、每個樣品的熒光發射峰都是單一而且對稱的、每個樣品的熒光壽命都是單指數的而且彼此很接近。在對這些碳點組成結構進行詳細的分析後，發現它們發光波長和其尺寸大小、內核組成沒有直接的關係，而是高度依賴於其表面氧元素含量及氧化態的高低。由此，作者提出一種新型的發光機理，認為這類碳點的熒光來自其表面結構，而氧元素的摻雜改變了其表面態的能帶結構，氧化程度越高，帶隙越窄，最終導致發光波長的紅移。

這一研究成果發表在《ACS Nano》上，並被多次評選為Most Read Article。

http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsnano.5b05406

原文：Full-Color Light-Emitting Carbon Dots with a Surface-State-Controlled Luminescence Mechanism

ACS Nano,2016,10, 484-491, DOI: 10.1021/acsnano.5b05406

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