关键词： 量子点   纳米材料   制备工艺   发光二极管  

摘要： 纳米材料由于其微小的尺寸而在光、热、电等方面产生一些与宏观材料不同的性质。量子点作为一种零维纳米材料，由于其独特的光学性质而被学者广泛研究。量子点又称纳米晶，具有很多独特的性质，如窄的发射波长，波长随粒径可调，耐紫外光漂白等，这些优点使其广泛应用于光电设备，生物标记，防伪及检测等多个领域。目前主流的合成方法包括水相合成法和有机相合成法，但这两种方法仍存在着一些缺陷。水相合成法原料毒性小，成本低，反应温度低，但制备波长较长的量子点反应时间长且量子产率低。有机相合成法量子产率高，加热时间短，但其反应原料毒性大，成本高，并且通常需要300℃的高温。因此，探索量子点新的制备方法及应用，以改善上述情况，是目前研究的一个热点。基于以上背景，本文核心内容是在节能、环保的前提下，快速制备功能化量子点和聚合物基量子点杂化材料，使其不但具有独特的光学性能，良好的稳定性，而且具有工业化生产的潜力，以此来满足实际应用的需要。本论文的研究工作包括以下三个部分：\n (1)研究CdSe量子点荧光纤维及阵列的构筑方法。通过以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为载体，以Cd(Ac)2和硒粉为原料，以微流体纺丝技术构筑平行(1DL-1DL)或交叉(1DK-1DK)微反应器制备CdSe量子点负载的荧光纤维及阵列，并探讨CdSe量子点荧光纤维在LED上的应用。随后，研究微反应器制备CdSe量子点的反应条件（反应时间，温度，原料摩尔比等）及CdSe量子点的稳定性。通过研究发现，微流体纺丝技术是一种制备量子点纤维及阵列的通用方法，制备的荧光纤维具有应用于传感、LED、荧光标签及生物领域的潜力。\n (2)研究一种简单易行、成本较低（避免使用价格昂贵或毒性加大的溶剂）且适合规模化生产的黄光碳量子点(YCDs)的制备方法。利用各种表征手段，如:透射电子显微镜(TEM)，傅里叶红外光谱(FT-IR)，X射线衍射光谱(XRD)等，研究该黄光碳量子点的各项性能。另外，还彻底探讨黄光碳量子点的光学特性及稳定性。将其与聚合物复合，利用其光学特性，成功构筑LED及荧光水凝胶。最后利用丝网印刷技术，以YCDs-PVP为荧光油墨，成功印刷防伪图案，这表面其在荧光防伪领域具有巨大的应用潜力。\n (3)研究激光诱导含有两种不同荧光量子点的聚合物单体，通过前端聚合法制备量子点水凝胶杂化材料并探讨其在LED上的应用。这种方法制备出的量子点水凝胶杂化材料具有良好的性质，如材料荧光性能均一，发光性能稳定。我们研究量子点水凝胶杂化材料前端制备过程中的速度及端面温度，证明量子点水凝胶杂化材料是三维网状结构。最后，成功构筑的白光LED，表明量子点水凝胶杂化材料在LED领域有着重要的应用前景。

关键词： 量子输运   量子点   Majorana费米子   Majorana束缚态   电导  

摘要： 近年来,Majorana费米子因为在固体物理中的发展而吸引了越来越多的注意。Majorana费米子,其反粒子是它本身,因为其独特的非阿贝尔交换统计的物理特性使其在拓扑量子计算领域有很大的潜在应用。据报道,当一个具有强自旋-轨道相互作用和塞曼分裂的超导体纳米线被放置在临近于一个S波超导体的表面时,在这个超导体纳米线的末端会产生Majorana束缚态,这意味着Majorana费米子可以在固体中实现,其应用也就变得更为可行。然而,怎么检测与验证Majorana束缚态的存在仍然是一个复杂且难以解决的问题,有几个可行性较高的方案,而量子点结构因为结构简单、现象独特而明显,因此成为其中之一比较有希望用来检测Majorana束缚态存在的装置。在本文中,我们提出了两种多量子点结构与Majorana束缚态耦合系统,其中之一为四量子点组成的菱形结构,每个量子点与相邻的两个量子点相耦合,而Majorana束缚态可能与其中任意一个量子点相耦合,研究发现,在Majorana束缚态耦合到与两电极相连接的量子点上时,零偏压电导值会发生明显变化,其值恰好变为原来的一半,当Majorana束缚态耦合到中间量子点上时,零偏压电导值无变化。另外一种结构是一种量子点对组成的量子点链结构,每个悬挂在主链上的悬挂量子点与Majorana束缚态有一个可能的耦合,结果发现,只有当Majorana束缚态与第一对量子点有耦合时,零偏压电导值才会发生明显变化,即原来中间的绝缘带隙消失。这两种量子点结构与Majorana束缚态耦合的特殊效应,可以帮助我们理解Majorana束缚态与量子点结构的耦合机制,同时,利用这种特殊效应,也可作为实验上检测Majorana束缚态存在的可行方案。

关键词： 抑菌效应   活性氧自由基   协同作用   大肠杆菌   禾谷镰刀菌  

摘要： 由病原微生物引起的传染性疾病阻碍动植物正常生长繁殖,导致作物减产,动物患病,危害人类的身体健康。随着耐药菌的不断涌现,传统的抗菌类药物在卫生防预和疾病治疗方面面临着越来越严峻的挑战,人们对高效抗菌材料的需求日益迫切。纳米材料具有广谱杀菌范围,优良杀菌性能,病原微生物较难对纳米材料产生抗药性,逐渐受到广泛的关注和青睐。本文合成了石墨烯量子点-银纳米材料,并对其抗菌性能进行了研究。主要内容和结果如下:采用Hummers法制备了氧化石墨烯;以氧化石墨烯为原料,在温和的条件下,通过氨水和过氧化氢的共同作用,将氧化石墨烯裂解,制备了石墨烯量子点;以石墨烯量子点和银氨溶液为原料,通过原位还原的方法制备了石墨烯量子点-银复合纳米材料。荧光光谱结果表明,石墨烯量子点具有良好的荧光稳定性和抗光漂白能力,其发射光谱随激发光谱的红移而红移;傅立叶变换红外光谱结果表明,氧化石墨烯和石墨烯量子点表面均含有丰富的含氧官能团,能够被进一步修饰;透射电镜结果表明,氧化石墨烯的粒径在1μm-2μm左右,石墨烯量子点的粒径在10 nm左右,石墨烯量子点-银的粒径在30 nm左右;动态光散射结果表明,氧化石墨烯、石墨烯量子点和石墨烯量子点-银均具有良好的分散性,粒径分布均一。通过对石墨烯量子点-银的特性的研究,发现石墨烯量子点-银能够催化过氧化氢的分解,产生羟基自由基,石墨烯量子点-银具有比石墨烯量子点更强的还原性;通过石墨烯量子点银对大肠杆菌和禾谷镰刀菌抑菌效应的研究,探索了石墨烯量子点-银的抑菌机理。结果表明,石墨烯量子点-银能够抑制大肠杆菌的生长,阻碍禾谷镰刀菌孢子的萌发,对细菌和真菌都具有良好的抗菌性能。石墨烯量子点-银的最低抑菌浓度在10μg/m L。

关键词： 石墨烯量子点   聚吡咯   聚吲哚   分子印迹聚合物   传感器   多巴胺   葡萄糖   Pb2+  

摘要： 石墨烯量子点具有良好的分散性、化学稳定性,优异的荧光性能和低细胞毒性等,可取代传统半导体量子点和染料,在光电器件、生命检测、生物成像、药物输送等领域有着较好应用前景。本文研究石墨烯量子点和复合材料的制备、性能以及在生物传感、细胞成像方面的应用,主要有以下四个方面的工作:（1）以柠檬酸为碳源,在高分散性聚吡咯的存在下,采用热解法一步制备了聚吡咯/石墨烯量子点复合材料。该复合材料具有较强荧光,其强度是石墨烯量子点的三倍;复合材料对多巴胺具有较好荧光响应,在5-8000 nM有较好线性关系,检出限10pM。该复合材料对多巴胺选择性好,抗干扰能力强,与以往报道文献相比,性能明显提升。（2）导电高分子聚吲哚和多巴胺分子存在下,热解柠檬酸得到聚吲哚/石墨烯量子点分子印迹聚合物;酸性条件下除去多巴胺模板分子,得到含有多巴胺空穴的分子印迹聚合物;多巴胺对该分子印迹聚合物有较好荧光淬灭效应,调节体系pH可调控其荧光淬灭效果;多巴胺传感器在0.5-1200 nM有良好线性相关,检出限0.1 nM。（3）首次通过氧化聚合得到聚吲哚硼酸,在其存在下热解柠檬酸得到聚吲哚硼酸/石墨烯量子点,制备了一种新型高灵敏度和选择性的葡萄糖荧光传感器;与以往报道的硼酸-量子点传感器相比,该传感器表现出较宽检测范围（5-300μM和450-900 μM）和较低检出限（0.5 μM）。（4）在过氧化氢辅助下热解碳化分支状聚乙烯亚胺、纯化得到氮掺杂石墨烯量子点,紫外线照射下发射蓝光,具有明显的荧光激发独立特性和低细胞毒性,成功用于细胞成像;Pb2+与氮掺杂石墨烯量子点产生络合作用,其荧光选择性淬灭。

关键词： 热丝化学气相沉淀法   富硅-氮化硅   微结构   发光特性  

摘要： 富硅氮化硅薄膜材料与包含硅量子点的富硅氮化硅薄膜应用到光电子器件及第三代硅量子点薄膜太阳能电池中,在光电子器件中能够有效地提高发光效率,而在太阳能电池中能够提高光子的利用率,从而提高电池的光电转化效率。基于这些优点,本论文采用热丝化学气相沉积法制备富硅氮化硅薄膜,通过傅里叶红外变换谱、紫外-可见光吸收谱、光致发光谱、扫描电镜分别对薄膜的结构、带隙宽度、发光特性及表面形貌进行表征与分析。讨论了氮气流量、硅烷流量和热丝温度对薄膜材料表征的影响。实验结果表明：1.随着氮气流量增加,薄膜中N原子含量减少,镶嵌在氮化硅母质中的硅团簇增大,Si-N键的键密度逐渐减少,薄膜的光学带隙Eg和带尾能E。呈现减小的趋势,薄膜有序度增加,且由氮悬挂键所引起的缺陷态发光峰增强。当氮气流量为30sccm时,Si-N键的非对称伸缩模式和Si-H键伸缩振动模发生了蓝移,当[N2]／[NH3]流量比小于5：1时,氮气流量对薄膜中氮含量的影响非常明显,适当地降低氮流量有利于制备出富硅-氮化硅薄膜。2.其它参数不变只改变硅烷流量制备富硅氮化硅薄膜,随着硅烷流量的增加进薄膜中的氮原子增多使得带隙展宽。硅烷流量的大小不仅会影响掺入薄膜中氮原子多少,还会影响镶嵌在基质中硅团簇的大小。通过调节硅烷流量的大小来控制氮化硅薄膜基质中硅晶颗粒的大小,来制备符合条件的硅量子颗粒。3.热丝温度是影响薄膜特性的一个重要参数,通过调节热丝温度来制备富硅氮化硅薄膜。热丝温度大小会影响硅烷和氨气分解速率,使得薄膜中各键合密度不同,最后导致沉积在氮化硅基质中的硅团簇大小不同。4.通过适当地降低硅烷流量和热丝温度大小,可以制备出直径较小的硅团簇颗粒。

关键词： 量子点   硫化锌   纤维素   石墨烯   光致发光  

摘要： 纤维素是制备功能型复合材料的一种理想基底材料,将量子点（Quantum Dots,QDs）与纤维素材料结合得到的新型复合材料可同时具备纤维素材料的特性和量子点的荧光特性,在光致发光材料、生物成像、光催化材料以及光学元件等领域呈现出了巨大的潜力。将量子点与石墨烯（Graphene,G）依次沉积于纤维素纤维（Cellulose,C）表面而形成量子点/石墨烯/纤维素的复合材料（QDs/G/C）,由于石墨烯的高电子传输速率而提高了量子点的光致发光效应,还因其二维平面结构有效防止了量子点的团聚,使该复合材料具有更加优异的光学性能。本论文以纸张为基材,通过一步水热法直接将硫化锌量子点（ZnS QDs）或石墨烯量子点（GQDs）与石墨烯的复合物沉积在纸张纤维表面,制备出三维网状结构的光致发光纸基复合材料,并对纸基复合材料中量子点和石墨烯的微观形貌、晶格结构、化学元素等进行了表征,同时利用紫外-可见吸收光谱、荧光（PL）发射光谱和激光共聚焦显微镜分析了纸基复合材料的光致发光行为。论文通过掺杂方式对材料光致发光波长和强度进行了调节,以拓宽材料荧光发光范围。论文还对纸基复合材料的光催化性能进行了初步探讨。以硝酸锌和硫化钠为前驱体,水为溶剂,纸为基体,在180°C条件下的高压釜中反应10 h直接得到硫化锌量子点掺杂的纸基复合材料（ZnS/C）。ZnS QDs在纤维表面均匀分布,且尺寸均一,晶体结构完整。ZnS/C复合材料在波长300 nm420 nm范围的激发光作用下可以在470 nm左右产生荧光发射峰,在405 nm的激发光下发射出强烈蓝色荧光。硫化锌量子点/石墨烯掺杂的纸基复合材料（ZnS/G/C）的紫外吸收峰位于296 nm附近,相比较ZnS/C发生了约10 nm的蓝移,这主要是由于石墨烯的加入使ZnS QDs的尺寸更小,分布更均一,产生了更加强烈的量子尺寸效应。ZnS/G/C复合材料的最强荧光发射峰位于466 nm,呈现蓝色荧光,比ZnS/C拥有更高的荧光强度。以硝酸铜和硝酸锰为掺杂金属离子源,可以得到掺杂型ZnS:Mn/G/C和ZnS:Cu/G/C纸基复合材料。当激发光在300 nm405 nm范围时,ZnS:Mn/G/C的最强荧光发射峰值在485 nm左右,ZnS:Cu/G/C的最强荧光最强发射峰值在470 nm左右,呈现蓝色荧光,比ZnS/G/C发生了微弱的红移。而掺杂了Mn和Cu离子的纸基复合材料在激发光波长为600 nm700 nm范围内时都出现了一个新的荧光发射峰,分别位于580 nm和574 nm,呈现绿色荧光。以改进Hummers法制备的氧化石墨为原料,超声分散剥离成氧化石墨烯,在聚乙烯亚胺的存在下,一步水热法制备出氮掺杂石墨烯量子点/石墨烯的纸基复合材料（N-GQDs/G/C）。该复合材料在270 nm处有一个较弱的紫外吸收峰,360 nm处有一个较强的吸收峰,在465 nm处有一个强烈的蓝色荧光发射峰。经硫脲掺杂后可得到硫和氮掺杂型纸基复合材料（S,N-GQDs/G/C）,其在240 nm和260 nm附近出现了两个强烈的紫外吸收峰,最强荧光发射峰值在468 nm左右,且在激发光波长为570 nm650nm范围内时出现了一个对激发波长具有依赖性的新荧光发射峰,随着激发波长不断增长,S,N-GQDs/G/C复合材料荧光的颜色从蓝色逐渐向黄绿色荧光转变。负载量子点的纸基复合材料还表现出较好的光催化性能:ZnS/C复合材料在紫外光照射条件下,对甲基橙（MO）进行光催化降解,在30 min的反应时间内可达到78%的光降解效率,3.5 h后,光降解率高达97%;ZnS/G/C的光催化活性更高,在30min内,对甲基橙的光降解率已达到了93%,比ZnS/C高出了15%;掺杂了锰和铜离子的ZnS:Mn/G/C和ZnS:Cu/G/C复合材料在白光照射条件下,具有比ZnS/G/C复合材料更加优异的光催化效率,在反应时间30 min内,对甲基橙的光降解率分别达到了62.4%和52.4%,而ZnS/G/C仅为44.4%。N-GQDs/G/C在白光照射下30 min对甲基橙的降解率高达63.3%,而S,N-GQDs/G/C复合材料在紫外光和白光的照射下对甲基橙的光降解率都比N-GQDs/G/C有所下降。

关键词： 应变   多量子阱   双模式扩展层   MOCVD   PL  

摘要： 本文通过理论分析,模拟设计了高应变InGaAs多量子阱激光器,并着重讨论了应变对InxGa1-xAs/GaAs多量子阱激光器的影响。激光器的输出波长为1.06μm,阈值电流为194.8mA。在结构上,采用双模式扩展层多量子阱结构,远场垂直发散角降低到13°。对高应变InGaAs多量子阱激光器的阈值电流、限制因子和远场垂直发散角进行了深入研究,并且发现其具有较低的内损耗和较高的特征温度。对所设计的激光器的有源区进行外延生长,通过对比实验和常温PL(光荧光)测试,详细讨论了Ⅴ/Ⅲ比值、生长速率和衬底偏向角度等条件对样品发光特性的影响。实验发现在生长温度为650℃、Ⅴ/Ⅲ比值为50、生长速率为1.15μm/h、GaAs衬底(100)偏<111>2o的条件下,可以获得高质量的外延材料。

关键词： 稀土掺杂   量子剪裁   能量传递   硅太阳能电池   下转换层  

摘要： 目前,传统能源面临枯竭且带来严重的环境污染,这成为制约全球经济发展的瓶颈。为此,以太阳能为代表的可再生清洁能源成为新一代能源体系的发展方向。晶硅太阳能电池是目前最合理、有效利用太阳能的装置,然而,在实际生产中其光电转换效率仅达19.0%,远低于31%的最大理论值。在限制电池效率的诸多因素中,光谱错配是一个重要的原因。在照射到地面的太阳光谱中(λ=300-2500 nm),仅能量在晶硅带隙宽度附近(E= 1.12 eV, λ=900～1100 nm)的光才会被电池充分吸收利用。对于能量较高的紫外-可见光子除有效激发电池中的电子-空穴对以外,其余能量以晶格热振动而损耗;而对于能量较低的近红外光子(λ>1100 nm)则因透过损失而不能被电池吸收利用。这两部分能量损耗约占太阳光谱总能量的65%,从而严重制约了晶硅电池的转换效率。因此,如何对太阳光谱进行合理调配,增强晶硅电池对太阳光谱的利用而提高其转换效率已成为目前关注的焦点。为此,可以Trupke等提出的提高太阳能电池效率的下转换模型为理论基础,通过稀土离子掺杂来制备近红外量子剪裁发光材料,充当下转换层的作用,将太阳光谱中一个能量较高的紫外-可见光子转换为900～1100nm的两个近红外光子,增强晶硅对太阳光谱的响应以提高电池的转换效率。本论文旨在探索合适的稀土离子对,以实现高效近红外量子剪裁,并深入探索量子剪裁机理,为实验的可行性提供理论支持。同时选择声子能量低、稳定性强、透光率高、耐切割的微晶玻璃为掺杂基质,为近红外量子剪裁发光材料用于晶硅太阳电池提供实验可行性。具体的研究内容如下：以高温固相法制备了Eu-Yb共掺α-SrAlO荧光粉,将范围较宽、能量较高的250～450 nm紫外波段裁剪为900-1100 nm的近红外光谱,机理为合作下转换,最高量子效率高达173.68%;这为增强晶硅对太阳光谱吸收、提高晶硅电池转换效率提供了理论依据。采用熔融析晶法制备氧氟微晶玻璃作为基质,在其中实现了Er-Yb共掺及量子剪裁,其机理为交叉弛豫与直接能量传递组成的两步能量传递。与合作能量下转换相比,两步能量传递具有掺杂浓度低、量子效率高等优点;且制备的氧氟微晶玻璃声子能量低、稳定性强、透光率高、耐切割;因此有望用作晶硅太阳电池的下转换层从而提高转换效率。但由于Er的吸收截面较窄,限制了Er→Yb实际量子剪裁效率较低。经研究发现,Ce吸收截面宽且在氧氟微晶玻璃中发射谱是350～600 nm宽峰,与Er激发谱重叠,因此在氧氟微晶玻璃中Ce对 Er具有良好的敏化作用。通过Ce-Er-Yb三掺可实现Ce对Er->Yb的敏化,在Yb掺杂浓度极低的条件下,使其发光强度增强为原来的～10倍,提高了实际量子效率,并拓宽稀土离子对太阳光谱的吸收利用范围。研究了在氧氟微晶玻璃中共掺Pr-Yb实现量子剪裁,利用两步交叉弛豫理论揭示了其能量传递机理,量子效率高达185.0%;该材料在用作晶硅太阳电池下转换层从而提高转换效率方面具有极大的潜力。采用熔融析晶法制备了YAlO(YAG)微晶玻璃,作为基质在其中共掺Nd-Yb实现了量子剪裁,其机理为两步交叉弛豫,量子效率高达179.34%。制备的YAG微晶玻璃具有性能稳定、透光率高、稀土离子掺杂均匀等优点,可用于晶硅电池下转换层从而极大提高电池转换效率。研究发现：Nd的吸收截面较窄,导致Nd-Yb实际量子剪裁效率较低。为解决该问题,我们创新性的提出了在YAG微晶玻璃中三掺Ce-Nd-Yb以进一步提高量子效率,通过Ce对Nd→Yb的敏化作用大幅增强了Yb的发光强度,提高了该材料的实际量子效率。该工作为进一步拓宽稀土离子对太阳光谱的吸收利用提供了新思路。

摘要： Graphene provides a rich platform for the study of interaction-induced broken symmetry states due to the presence of spin and sublattice symmetries that can be controllably broken with external electric and magnetic fields. At high magnetic fields and low temperatures, where quantum effects dominate, we map out the phase diagram of broken symmetry quantum Hall states in suspended bilayer graphene. Application of a perpendicular electric field breaks the sublattice (or layer) symmetry, allowing identification of distinct layer-polarized and canted antiferromagnetic ν = 0 states. At low fields, a new spontaneous broken-symmetry state emerges, which we explore using transport measurements. The large energy gaps associated with the ν = 0 state and electric field induced insulating states in bilayer graphene offer an opportunity for tunable bandgap engineering. We use local electrostatic gating to create quantum confined devices in graphene, including quantum point contacts and gate-defined quantum dots. The final part of this thesis focuses on proximity induced superconductivity in graphene Josephson junctions. We directly visualize current flow in a graphene Josephson junction using superconducting interferometry. The key to our approach involves reconstruction of the real-space current density from magnetic interference using Fourier methods. We observe that current is confined to the crystal boundaries near the Dirac point and that edge and bulk currents coexist at higher Fermi energies. These results are consistent with the existence of "fiber-optic" edge modes at the Dirac point, which we model theoretically. Our techniques also open the door to fast spatial imaging of current distributions along more complicated networks of domains in larger crystals.

关键词： 量子点   官能化   环氧树脂   碳纳米管   纳米复合材料   界面  

摘要： 本论文通过对量子点进行表面官能化,实现量子点在环氧树脂基体中的均匀分散,研究了量子点表面修饰对其分散性以及复合材料界面处相互作用的影响,探讨了复合材料结构对其性能的影响,制备出综合性能优异的量子点/环氧树脂纳米复合材料,并将其用作白光LED封装材料。此外,通过对量子点的表面官能化修饰实现其与无机材料碳纳米管的复合,制备出强界面结合的碳纳米管/碳量子点纳米复合材料并将其用作太阳能电池光伏材料,研究了界面相互作用以及薄膜厚度对复合材料光电转换性能的影响规律。1.利用环氧基团官能化的油酸作为界面增容剂,通过其一端碳链与CdSe量子点表面油酸配体碳链的自组装,实现CdSe量子点表面环氧基团官能化。修饰后的量子点由于与环氧树脂基体具有相似的极性,能够在复合材料中均匀地分散。与原始量子点/环氧树脂纳米复合材料相比,添加修饰后量子点的纳米复合材料透明度提升至3.5倍,荧光强度提升至2倍。当发黄色荧光的复合材料用于封装蓝光InGaN芯片时,得到白光LED,其显色指数为65,相关色温为5260K,色度坐标为(0.3381,0.3459)。2.利用Y-丁内酯在浓硫酸作用下脱水,制备出表面带有羧酸钠结构的原始碳量子点。随后通过表面酸处理,使得碳量子点表面修饰上羧基。由于羧基基团能够参与到酸酐固化环氧树脂的固化反应中,使得碳量子点与环氧树脂基体形成共价键连接,提高界面结合,从而实现在基体中的均匀分散。均匀分散的纳米粒子避免了光散射,复合材料表现出更高的透明度及荧光强度。另外,羧基化碳量子点／环氧树脂纳米复合材料表现出良好的抗紫外及热稳定性。将此复合材料用于封装蓝光InGaN芯片,得到的白光LED显色指数为66,相关色温为7250 K,色度坐标为(0.3046,0：3122)。3.在羧基化碳量子点的基础上,进一步利用酰胺反应实现碳量子点表面氨基化修饰。由于作为非辐射复合中心的羧基基团减少,氨基化碳量子点的荧光强度提升至羧基化碳量子点荧光强度的近2倍。当其作为荧光填料添加到胺固化环氧树脂体系中,由于碳量子点表面氨基基团能够参与到固化反应中,使其与环氧基体实现共价键的界面过渡,从而促进碳量子点的均匀分散。研究结果表明,相比于添加原始碳量子点和羧基化碳量子点的复合材料,氨基化碳量子点/环氧树脂纳米复合材料表现出最高的透明度和最强的荧光。将此复合材料用于封装蓝光InGaN芯片,得到的白光LED显色指数为70,相关色温为6220 K,色度坐标为(0.2924,0.3242)。4.利用羧基化碳量子点与羟基化碳纳米管之间的酯化反应制备出一种强界面结合的碳纳米管/碳量子点纳米复合材料。研究了将此复合材料用作量子点敏化太阳能电池光阳极时的光电转换性能。由于碳量子点与碳纳米管之间通过酯基共价连接,受激发的电子能够有效地从碳量子点转移到碳纳米管,减少了能量损失。研究结果表明,量子点敏化太阳能电池的光电转换效率在薄膜厚度为5±0.5μm达到1.23%。