《高量子效率螢光碳點發光波長的拓展及其白光LED探索》是依託南京理工大學，由曾海波擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：高量子效率螢光碳點發光波長的拓展及其白光LED探索
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：曾海波
- 依託單位：南京理工大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
對於白光LED照明的普及，發展新型碳材料螢光粉，既能滿足降低成本、環境友好的迫切要求，又是避開稀有資源、可持續發展的有效策略。現階段主要問題是，急需進行發光波長擴展與量子效率提高。針對這一關鍵科學問題，本項目擬從表面態與雜質態的角度出發，研究碳點發光的機制與關鍵影響因素，探索發光波長與量子效率的調控，提升白光LED照明質量與出光效率。主要研究內容包括：發展螢光碳材料的一鍋熱解大產率製備與摻雜方法，研究反應溫度、反應時間、表面活性劑濃度等生長條件對摻雜、尺寸、結晶質量、形貌等微結構的影響；研究螢光碳材料的發光機理，揭示影響發光波長與量子效率的關鍵參數；實現碳原子雜化程度、表面態、摻雜態的有效調控，進而探索發光波段的拓寬與量子效率的提高、及相應LED性能的提升。本項目研究有望揭示螢光碳材料的發光機理，獲得高量子效率黃紅色發光，及高效白光LED，從而為螢光碳材料的光電子套用奠定理論與技術基礎。
結題摘要
本面上項目旨在發展新型、高螢光效率的碳納米材料，通過發光波長的拓展和量子效率的提高，實現低成本高質量白光LED的製備。本項目執行期間完成了計畫研究的內容，在碳點合成方法、發光機制、發光和效率調控以及白光LED製備等方面取得了一定的進展。本項目發展了一種高效摻雜、高產率的螢光碳點的製備方法，；揭示了碳點表面態、sp2雜化結構大小與發光波長之間的相關性，實現了碳點綠色與紅色發光之間的可逆可控轉換；採用溶劑熱的方法，通過調控表面電荷，獲得了高達46%的橙色螢光量子效率；將碳點摻雜到甲基三乙氧基矽烷(MTES)和3-三乙氧基矽丙胺(APTES)的高度透明基體中，形成量子效率分別為80和78%的碳點/凝膠玻璃複合材料，實現了高效的綠色和紅色固態發光；將碳點與其他材料複合並製備了白光LED器件，獲得了3708 K色溫、71.75lmW-1的流明效率以及超過90的顯色指數。在本項目的支持下，發表了多篇高水平SCI論文，培養了多名博士和碩士研究生。上述研究有望推動螢光碳點在白光LED器件中的套用，也為螢光碳點的調控給出了參考。
