胺基富集表面工程实现红色发射碳点：从表面化学到光物理机理

本文报道了通过聚乙烯亚胺（PEI）表面功能化制备红色发射碳点（PCU-CDs）的创新策略，成功实现了波长650 nm的高效发射（光致发光量子产率71.13%）。研究通过光谱分析和模型构建揭示了氮诱导带内态（NIS）与氧诱导态（OIS）协同调控发光机制的机理，并演示了其在无镉量子点显示器件中的光谱转换应用价值。

　　

^亮点

• 通过PEI表面工程构建了发射峰位于650 nm的红色荧光碳点（PCU-CDs）

• 胺基富集界面不仅稳定氮诱导带内态（NIS）增强红区发射，还产生新型蓝发射态

• 时间分辨光谱揭示NIS主导的辐射路径实现71.13%超高量子产率

• 成功制备光谱转换薄膜，色度坐标（0.613,0.386）展示显示应用潜力

^碳点合成

PCU-CDs通过两步法合成：首先以柠檬酸（CA）和尿素（UR）为前体在DMF中水热合成碳核（CU-CDs），其结构包含sp²碳域和氧/氮官能团；随后通过PEI表面功能化引入胺基富集层，形成核-壳结构。透射电镜显示约4.2 nm的均匀分散颗粒，XPS证实PEI成功接枝带来胺基含量显著提升。

^结论

本研究通过PEI功能化CA/UR衍生碳核成功制备红色发射碳点（PCU-CDs）。光谱研究表明PEI具有双重作用：通过钝化表面缺陷增强辐射复合，同时通过空间相互作用引入新发射态。时间分辨光致发光（TRPL）证实长寿命NIS主导红色发射，而PEI衍生表面态产生蓝光发射。最终制备的独立薄膜在480 nm激发下实现蓝光向红光的高效光谱转换，为无镉量子点显示技术提供环保替代方案。