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2015年,Nano Research第8卷第2期355-381页发表了由我们课题组撰写的题为“The photoluminescence mechanism in carbon dots (graphene quantum dots, carbon nanodots, and polymer dots): current state and future perspective”的综述文章,文中对碳点类材料的荧光机理的归属和预测在国际荧光碳材料领域引起广泛关注。我们明确指出,“碳点”是对这一类荧光碳材料比较概括性的一个定义。广义上讲,碳点是指尺寸小于20纳米的具有荧光性质的碳颗粒。碳点的化学结构可以是sp2和sp3的杂化碳结构,具有单层或多层石墨结构,也可以是聚合物类的聚集颗粒。具体来说,碳点包括石墨烯量子点、碳纳米点和聚合物点。石墨烯量子点是指具有单层或小于5层石墨烯的碳核结构及边缘键连的化学基团。石墨烯量子点的尺寸具有典型的各向异性和碳晶格结构,横向尺寸大于纵向的高度;碳纳米点通常是球状结构,可以分为晶格明显和无晶格的碳纳米点;聚合物点通常是从非共轭聚合物通过脱水及部分碳化形成的交联柔性聚集体,不存在碳晶格结构。更重要的是,该综述文章从纷繁复杂的研究工作中,整理归纳出四种合理的发光机理：受量子尺寸效应或共轭π域结构影响的碳核态,由碳骨架和相连化学基团杂化决定的表面态,仅由连接在表面或内部的有机荧光团控制的分子态,以及交联增强发射（CEE）效应。这打破了碳点领域中发光机理众说纷纭的局面,为后续的研究工作奠定了理论基础。我们在该文章中对于碳点发光机理的归纳总结对该领域的发展产生了重大的影响,指导了该领域的荧光机理归属。在2014–2018年物理学领域研究论文中获得引用数最多的中国学者论文排名的第6名,SCI引用800余次。我们提出的分子态已被证实是碳点最常见的发光中心之一,多个研究组成功制备了发射波长覆盖可见光及近红外波段的分子态发光碳点。
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