激光解离分子法合成荧光碳量子点

碳量子点作为一种尺寸10nm以下的荧光碳纳米材料，具有好的水溶性、优异的化学惰性、独特的抗光漂白性能、低的毒性以及良好的生物相容性。在这些优异的性能中，由于碳量子点具有一些独特的光学性质（相对长的荧光寿命、好的荧光稳定性）而被广泛应用于白光led。大量实验结果表明，碳量子点在用于白光led的荧光粉方面具有巨大的应用潜力。

激光法是一种新近发展的“自下而上”制备量子点的方法，利用激光法照射有机分子来制备碳量子点已成为一种新的探索。

Habiba K[19]等利用激光辐照镍颗粒催化苯分子的方法制备了荧光碳量子点。发展了激光化学反应法，利用准分子脉冲激光辐照甲苯溶液，在未经催化和表面修饰的情况下，直接制备了荧光碳量子点(图 4A)，并在碳量子点的形成机理上作了一些探索。通过第一性原理计算结果表明，248 nm的单光子可以使甲苯分子内的电子从分子最高占据轨道HOMO跃迁到分子最低未占据轨道LUMO(图 4B)，而由于准分子脉冲激光下可以发生分子轨道能级的Stark宽化效应，甲苯分子在短时间内将吸收多个光子直至被光解离，制备出了高质量的碳量子点，透射电镜的分析表明，该碳量子点具备石墨晶体结构(图 4C)

下图 激光解离分子法合成碳点

(A) 在350~400 nm 范围内不同激发波长激发的紫外-可见吸收光谱以及荧光发射光谱； (B) 甲苯分子态密度及其光解离示意图：单光子激发使电子从最高占据轨道(HOMO)到最低未占据轨道(LUMO)，多光子激发使甲苯分子发生光解离；(C)高分辨电镜图像：(a) 不同晶向的晶面间距，(b) (a)图的快速傅里叶变换(FFT)图，(c) 石墨2H结构的晶格模拟图像，(d) (c)图的电子衍射模拟图像

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