Pseudomorphic Synthesis of Monodisperse Afterglow Carbon Dot‐Doped SiO2 Microparticles for Photonic Crystals

余辉 材料科学 兴奋剂 发光 光子学 蚀刻(微加工) 分散性 光电子学 纳米技术 光学 天文 伽马射线暴 物理 高分子化学 图层(电子)
作者
Xue Chen,Yu Wang,Chenxi Peng,Wenbo Hu,Zhongbin Wu,Weidong Xu,Suli Wu,Luo Zhi,Yung Doug Suh,Timur Sh. Atabaev,Xiyan Li,Xiaowang Liu,Wei Huang
出处
期刊:Advanced Materials [Wiley]
卷期号:35 (48) 被引量:13
标识
DOI:10.1002/adma.202307198
摘要

Synthesizing monodisperse afterglow microparticles (MPs) is crucial for creating photonic crystal (PC) platforms with multiple optical states for optoelectronics. However, achieving high uniformity in both size and morphology is challenging for inorganic afterglow MPs using conventional methods. In this contribution, a novel approach for the synthesis of carbon dot (CD)-doped SiO2 MPs with tunable afterglow properties and size distributions is reported. These mechanism studies suggest that the pseudomorphic transformation of SiO2 MPs enables CD doping, providing a hydrogen bond-enriched environment for triplet state stabilization, which generates green afterglow while retaining the uniformity in size and morphology of the parent SiO2 MPs. Furthermore, the utility of CD-doped SiO2 MPs in the fabrication of rationally designed PC patterns is shown using a combined consecutive dip-coating and laser-assisted etching strategy. The pattern displays multiple optical responses under different lighting conditions, including angle-dependent structural colors and blue luminescence under daylight and upon 365-nm irradiation, respectively, as well as time-dependent green afterglow after ceasing UV excitation. The findings pave the way for further controlling the dynamics of spontaneous emissions by PCs to enable complicated optical states for advanced photonics.
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