以柠檬酸铵为原料采用一步水热法,通过改变反应温度合成出了两种分别具有激发波长独立和激发波长依赖荧光的碳量子点.通过考察两类碳量子点的物理、化学性质以及光学性能,可以推断碳点的结构与荧光发射之间的关系,最终研究碳量子点产生不同发光行为的原因.结果发现升高合成温度可以在碳量子点中引入更多的氧、氮杂原子,增加了结构缺陷(杂原子的化学态)的总量,并调变了各类化学态含量比.正是由于两种碳量子点的结构缺陷含量比例的不同,导致了碳量子点发光行为不同.合成温度高的碳量子点所含的各类结构缺陷含量比例较为均衡使得其呈现激发波长依赖性荧光;合成温度低的碳量子所含结构缺陷总量不高且主要以某种形式(如C=O)存在,是其拥有激发独立发光行为的主要原因.同时由于合成温度高的碳量子点所含的含氮基团的增加,使得碳量子点拥有更强的荧光发射.进一步考察还发现其具有非常优良的稳定性,因此可以预期有很好的应用前景.
碳量子点 结构缺陷 激发波长独立性荧光 激发波长依赖性荧光