光学顶刊《Light》：碳点的超长持续发光！

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将碳点嵌入三聚氰酸中，通过微波辅助加热碳点和尿素，很容易获得碳点的组成，从而实现小时级的持续发光。来自韩国科学技术院的研究人员通过形成施主-受主共混物，所提出的组合物产生具有长寿命的中间态，提供了一种实现超长持续发光的无稀土金属途径。相关论文以题目为“Ultralong persistent luminescence from carbon dots”发表在期刊上。

论文链接：
https://www.nature.com/articles/s41377-022-00818-4



量子点通常被认为是基于无机化合物半导体的零维纳米材料，如PbS、CdSe和InP，它们已经被用于显示生动的颜色。然而，术语“量子点”并不限于这些无机材料。自2004年从碳纳米管中意外发现荧光片段以来，碳量子点（简称“碳点（CDs）”）一直被视为一类新的纳米材料，可以从最丰富的材料之一中提供独特的发光特性。CDs的环境友好性、低毒性、排放可调性和相对简单的合成路线引起了各个研究领域的极大兴趣。

因此，在传感、生物成像、药物递送和显示等应用中，它们的多用途潜力已得到证明。萨金特及其同事最近在基于CDs的深蓝色发光二极管方面的一项研究尤其表明，CDs不仅有希望，而且可能成为现有发射技术的重要替代品。侧链工程可以减少热振动和非辐射路径，使CDs的发光呈现出明亮的蓝色发射，光谱宽度非常窄，这对于需要宽色域和高动态范围的现代显示器的发展至关重要。

值得注意的是，自从发现CDs以来，侧链工程或表面钝化一直是调节CDs发光性能的关键。这是因为CDs的辐射复合主要归因于具有表面相关起源的复合，而不是来自带隙跃迁。适当的表面钝化被认为是通过最小化激子猝灭来提高激子在CDs单元边缘附近辐射复合的可能性。Jiang等人的工作还侧重于界面工程，以解锁CDs超长持续发射的新发光性质，这种发光持续约一小时，这在有机系统中非常罕见，只有少数例外。由间苯二胺（m-CDs）和三聚氰酸（CA）制备的CDs混合物形成施主/受主混合物，产生高度稳定的中间激发态，可以缓慢地辐射复合。导致这种持续发射的激发态被认为是作为施主的m-CD和作为受主的CA之间的激基复合物，它是在从受主吸收、电荷（空穴）转移、电荷分离和扩散的连续过程之后形成的。

从实用的角度来看，长时间持续发光可能有助于紧急标志的暗光涂料。虽然这样的应用程序并没有像显示器或照明应用程序那样构成一个大的行业，但目前工作的贡献可以远远超出此范围。在这个纳米系统中，有很大的空间来发现新的发光特性，或根据特定的需要对其进行调整。由于CDs发光现象背后的机制仍在研究中，因此理解这项工作的结果可能被视为掌握全貌的重要一步。由于有许多基质和取代基的替代品，我们可能能够确定其他几种可以与碳点配对的材料，以进一步增强现有的发光性能，或创造适合特定需求的新的和不寻常的光电性能。（文：爱新觉罗星）



图1嵌入三聚氰酸中的碳点形成激基复合物和多色长余辉（LPL）的连续过程。

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