发光材料是照明与显示技术发展的基础，具有巨大的市场需求。随着人们对环境和健康安全的不断重视，开发环保、无毒、稳定、高效的新型发光材料变得尤为重要。荧光碳点是一类准零维碳纳米材料，具有成本低、环境友好、颜色可调、荧光稳定等优点，在光电器件领域展示出巨大应用潜力。然而，受限于碳点的聚集诱导淬灭效应，目前碳点基电致发光二极管（LEDs）的性能仍有待进一步提高。
近日，北京化工大学谭占鳌教授在前期研究基础上，通过在碳点合成过程中引入具有非共平面结构和高载流子迁移率的三苯胺基团，成功制备了两种具有固态荧光特性的碳点，进一步将碳点作为发光层构建得到多色高性能电致LEDs。由于三苯胺基团的引入，制备的碳点表现出显著的固态发光特性（图1），同时兼具优异的溶液加工性、良好的成膜性以及高电子/空穴迁移率。另外，密度泛函理论模拟计算表明，三苯胺结构能极大地抑制芳香族骨架的直接π-π堆积，增强碳点在聚集态下的荧光性质。
图1 固态荧光碳点的制备及表征
将碳点作为单一发光层，作者成功构筑了高性能的橙光和绿光电致LEDs器件，其最大亮度、电流效率和启亮电压分别为9450/4236 cd/m2、1.57/2.34 cd/A和3.1/3.6 eV（图2）。进一步，通过主客体掺杂体系制备了白光LEDs。该工作为固态荧光碳点的构建提供了新思路，同时制备的碳点材料有望在新型光电器件中具有重要应用价值。
图2 基于固态荧光碳点的电致发光二极管的器件性能
相关论文以“Triphenylamine-Derived Solid-State Emissive Carbon Dots for Multicolor High-Efficiency Electroluminescent Light-Emitting Diodes”为题, 在线发表在Angew (DOI: 10.1002/anie.202301651) 上。论文第一作者为赵彪博士 (现为材料学院副教授)，通讯作者为谭占鳌教授。北京化工大学软物质科学与工程高精尖创新中心为论文第一完成单位。
原文链接：
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202301651