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高效发光碳点及其表面态控制的发光机理

复旦大学熊焕明教授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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