Kaixiang Cui, Keyu Xie, Haonan Peng*, Liping Ding*, Yu Fang. Nano Research, 2026, https://doi.org/10.26599/NR.2026.94908629

室温磷光（RTP）材料凭借长寿命、抗背景干扰等优势，在信息加密、防伪、生物成像与光电器件等领域中极具应用潜力。碳点（CDs）作为绿色无毒、易修饰的新型零维碳纳米材料，是发展无金属RTP体系的理想选择。然而，要实现CDs的高效、长寿命的室温磷光性能仍然具有极大的挑战性，原因在于：（1）弱的自旋-轨道耦合，这阻碍了从单重态到三重态状态的有效跃迁；（2）由分子振动和氧猝灭驱动的快速非辐射跃迁；以及（3）固态系统中的聚集诱导猝灭效应。将CDs嵌入到刚性基质中已被证实能够有效地限制分子运动并抑制非辐射跃迁。但传统单重限域策略难以同时兼顾系间窜越增强与非辐射衰减抑制，寿命与量子产率相互掣肘，成为RTP碳点走向实用的核心瓶颈。

基于上述挑战，本工作提出一种多尺度耦合三重限域策略，即同步融合分子级共价键锁定、纳米级SiO2包覆、基质级B2O3刚性化，实现了高性能室温磷光碳点材料的制备。该设计有效解耦ISC增强与非辐射跃迁抑制的竞争关系，实现非线性协同增强，协同指数S为2.4。复合材料表现出优异性能：磷光寿命达1120 ms，量子产率25.98%，较单一限域体系分别提升3.8倍与1.7倍。该策略具有良好普适性，适用于不同碳源与硅烷试剂体系。借助磷光共振能量转移（PRET），仅掺入1%商用染料即可实现多色室温磷光可调，突破传统碳点发光颜色限制。基于优异光学特性，该材料成功应用于秒级时间门控信息加密、高对比度指纹识别、无商业荧光粉暖白光LED等场景。本工作建立了多尺度耦合限域的通用设计原则，为高性能无金属室温磷光碳点的开发与应用提供了新路径。

第一作者：陕西师范大学博士研究生崔凯翔

通讯作者：陕西师范大学丁立平教授、彭浩南教授

全文链接：https://www.sciopen.com/article/10.26599/NR.2026.94908629