高效发光碳点及其表面态控制的发光机理

复旦大学的熊焕明教授用尿素和对苯二胺为原料，首次通过一锅法水热合成与凝胶柱色谱分离，获得了高效发光、波长从蓝到红调变的碳点，并成功地应用于细胞荧光分析和小动物活体成像研究。和传统方法制备的碳点不同，这些经过严格分离纯化的碳点具有高度的光学统一性：每个样品的发射波长都不依赖于激发波长、每个样品的荧光发射峰都是单一而且对称的、每个样品的荧光寿命都是单指数的而且彼此很接近。在对这些碳点组成结构进行详细的分析后，发现它们发光波长和其尺寸大小、内核组成没有直接的关系，而是高度依赖于其表面氧元素含量及氧化态的高低。由此，作者提出一种新型的发光机理，认为这类碳点的荧光来自其表面结构，而氧元素的掺杂改变了其表面态的能带结构，氧化程度越高，带隙越窄，最终导致发光波长的红移。

这一研究成果发表在《ACS Nano》上，并被多次评选为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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