近日，我院发光与显示课题组与理论物理团队合作在白光LED用多色发光碳点材料方面取得重要进展，相关工作“Tetrachromatic CDs based on carbonation degree gradient: natural/synthetic precursor synergistic modulation and luminescence mechanism”以河北大学为第一单位发表在《Optics Express》。22级本科生李琮和硕士研究生韩明洋为论文共同第一作者，关丽教授作为通讯作者和李旭研究员提供技术支持和指导。
碳点（CDs）凭借其光谱易调性、成本效益和环保特性，已成为一类极具前景的发光材料。然而，现有基于单一生物质前驱体制备的CDs通常发光颜色单一，实现多色发射（尤其是红光发射）仍具挑战。本研究创新性地采用天然/合成前驱体协同策略（防风根与对苯二胺），通过一锅溶剂热法成功合成了四种荧光颜色（蓝、绿、黄、红）可调的CDs。系统表征表明，CDs的发射波长从450 nm红移至626 nm，主要归因于碳化程度的逐步提升，具体表现为石墨相氮含量增加和sp²碳域有序性增强。研究进一步揭示，防风根在调控多尺度碳化进程中发挥了关键作用，从而实现了单一生物质碳源（防风根）驱动的多色荧光发射。基于此，将四种颜色CDs与395 nm紫外芯片复合，成功制备出暖白光LED器件。该器件具有优异的白光质量，其CIE色坐标为(0.36, 0.35)，相关色温为4428 K，充分展现了其在固态照明领域的应用潜力。本研究不仅为高性能多色荧光CDs的制备提供了新策略，也为区域内中药制药副产品（如防风根）的高附加值资源化利用提供了有力的技术支撑。
以上工作得到国家自然科学基金、中央引导地方项目、河北省人社厅优秀专家出国项目和物理学院公共测试中心的大力支持的资助。
论文链接：https://doi.org/10.1364/OE.562759
