近日，我院理论物理课题组与密苏里大学合作在碳量子点的第一性原理计算方面取得新进展，相关工作：“Effect of aggregation configuration of molecular fluorophore CZA on photoluminescence properties of carbon dots”以河北大学为第一单位发表在《Journal of Colloidand Interface Science》上。硕士研究生史卫彩为论文第一作者，关丽教授、李旭研究员和密苏里大学陈晓波教授为共同通讯作者。
碳点（Carbon dots，CDs）的荧光性质主要受碳核结构、表面态和分子荧光团等因素的影响，其中分子荧光团容易促使CDs产生较高的量子产率。然而，目前的实验和理论研究对分子荧光团提高CDs荧光性能的物理机制仍不清楚。本工作利用密度泛函理论和含时密度泛函理论方法研究了柠嗪酸（Citrazinic acid，CZA）分子荧光团聚集对CDs荧光性质的影响。结果表明，H型CZA聚集体吡啶环中心的距离小于3.5 Å时容易发生π-π堆积作用，导致聚集体的荧光光谱红移和荧光猝灭。当CZA聚集体和CD以共价键方式结合，且二者的结合位点为CD上的供电子基、吸电子基或sp2域时，聚集体的荧光光谱发生蓝移或红移，荧光光谱强度显著增强。这些研究为CZA分子荧光团调控CDs荧光特性提供了理论依据。
以上工作得到了国家自然科学基金、河北省自然科学基金、中央引导地方项目和物理学院公共测试中心的资助与支持。
论文链接：https://doi.org/10.1016/j.jcis.2023.12.058
溶剂效应计算相关的论文发表在Journal of Molecular Liquid
论文链接：https://doi.org/10.1016/j.molliq.2024.124872
