红色荧光碳点（简称红光碳点, R-CDs)具有成像对比度好、空间分辨率高等优势, 受到了研究者们的广泛关注。但目前报道的红光碳点往往存在荧光量子效率低、FWHM较宽且需要蓝绿光激发的缺陷, 达不到实际应用需求。因此, 进一步明确红光碳点发光机制、实现高荧光量子产率（PL QY)激发非依赖红光具有十分重要的意义。本文首先阐述了量子限域效应、表面状态、聚集效应等因素对碳点红光发射性质的作用机制; 其次分析了红光碳点制备过程中前驱体、溶剂类型等的调控机制, 并简要介绍了红光碳点在发光二极管及生物成像中的应用现状; 最后, 针对红光碳点的制备方法、性能调控及发展方向进行了展望。

采用甚高频等离子体增强化学气相沉积技术, 以SiH4、CH4和O2作为反应气源, 通过调控O2流量在250 ℃下制备强光发射的非晶SiCxOy薄膜。利用光致发光光谱、荧光瞬态谱、Raman光谱、X射线光电子能谱及红外吸收谱对薄膜的光学性质和微结构进行表征与分析, 进而讨论其可调可见光发射机制。实验结果表明, SiCxOy薄膜发光性质与薄膜中的氧组分密切相关。随着薄膜中氧组分的增加, 其发光峰位由橙红光逐渐向蓝光移动, 肉眼可见强的可见光发射。荧光瞬态谱分析表明,薄膜的荧光寿命在纳秒范围。结合X射线光电子能谱和红外吸收谱对薄膜的相结构和化学键合结构进行分析, 结果表明薄膜的主要相结构和发光中心随O2流量的变化是其可调光发射的主要原因。

为了研究紫外光作用下La1-xYO3:xPr3+荧光粉的光致发光特性和发光机理,以尿素为辅助燃烧原料,采用溶液燃烧合成法,制备了不同掺杂浓度的La1-xYO3:xPr3+荧光粉样品.通过X-射线衍射、扫描电子显微镜和光谱学手段,对La1-xYO3:xPr3+荧光粉的晶相结构、形貌和发光性质进行了表征和研究.结果表明,所制备的LaYO3:Pr3+样品具有立方晶形结构,在波长为295 nm紫外光源的激发下,荧光粉发射出很强的绿色荧光.随着Pr3+离子掺杂浓度的增加,荧光粉的绿色发光强度也随之增强.当掺杂浓度增至1.0 mol%时,其绿色发光强度达到最大.之后,随着Pr3+离子掺杂浓度的进一步增加,荧光粉的绿色发光强度开始逐渐减弱,出现浓度猝灭效应.

利用等离子体增强热丝化学气相沉积系统，用CH4、H2和N2为反应气体，在Si衬底上制备了碳氮纳米尖端。用扫描电子显微镜和显微Raman光谱仪对其进行了表征。在室温下测试了它的发光性能，发光谱由中心约为406 nm和506 nm的两条发光带组成。根据Raman散射谱，对其微结构进行了分析。结合非晶碳氮薄膜的结构和发光机理，分析了它的发光性能。

利用偏压增强化学气相沉积系统，以CH4、H2和NH3为反应气体，分别在沉积有钛膜和碳膜的Si衬底上制备锥形碳结构，并用扫描电子显微镜、X射线能谱仪和显微Raman光谱仪对其进行表征，结果表明所制备的样品为锥形碳氮结构。用显微Raman光谱仪对锥形碳氮结构在室温下的发光性能进行了研究，发光谱显示出中心在621,643,726 nm的发光带。根据碳氮薄膜的发光机理对锥形碳氮结构的发光性能进行了分析。

实际研究的多孔硅几乎都是氧化程度不同的氧化多孔硅,它与另一大类硅基发光材料纳米硅镶嵌氧化硅有相似的结构和发光特徵.两者都是由大量为氧化硅所包裹的纳米硅组成,可统称为纳米硅/氧化硅体系.它是当前研究最多并被普遍认为很有希望的硅基发光材料体系.本文主要讨论纳米硅/氧化硅体系光致发光的机制,文中扼要介绍了我自己所在的研究小组近十几年来的一些相关研究工作.