云南大學(xué)

張晉（博士、教授），1983年由云南大學(xué)物理系畢業(yè)留校任教，1998年于四川大學(xué)獲輻射技術(shù)及應(yīng)用專業(yè)博士學(xué)位，2000年3月至2001年8月在韓國國立全北大學(xué)做博士后，參與完成韓國科學(xué)與工程基金的重大項(xiàng)目“The Brain Korea 21 Projects”之一：“低維量子結(jié)構(gòu)物理”的研究。近20年他主持完成國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“金微柵/碳量子點(diǎn)的制備及其光電性能研究” (11364045)、“新型有機(jī)發(fā)光器件中石墨烯界面的物理特性” (61067006)、“相干聲波的激發(fā)和調(diào)控”(10664006)、“硅表面金屬納米線自組裝研究” (60261004)以及云南省應(yīng)用基礎(chǔ)研究計(jì)劃重大項(xiàng)目“高亮度碳量子點(diǎn)發(fā)光二極管器件及應(yīng)用基礎(chǔ)研究”(2016FC001)、云南省科技創(chuàng)新強(qiáng)省計(jì)劃項(xiàng)目“碳纖維放電處理應(yīng)用基礎(chǔ)研究” (2007A0017Z)等多項(xiàng)課題。現(xiàn)主持國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目 “碳量子點(diǎn)發(fā)光二極管電致發(fā)光效率及調(diào)色機(jī)制研究”（11664044）和云南大學(xué)服務(wù)云南行動計(jì)劃項(xiàng)目“用豆腐廢水為碳源制作碳量子點(diǎn)及其應(yīng)用研究” (2016MS14)課題。近年來，他致力于開發(fā)用食品工業(yè)廢水、廢渣、廢氣低成本生產(chǎn)碳量子點(diǎn)及發(fā)光油墨、發(fā)光涂料的應(yīng)用技術(shù)；發(fā)明一種用豆腐廢水制作碳量子點(diǎn)的方法(專利號：201710036614.9)，一種用葡萄酒糟制備紅光碳量子點(diǎn)的方法(專利申請?zhí)枺?01910310571.8)和一種用煙草廢水制備多色熒光碳量子點(diǎn)的方法(專利申請?zhí)枺?01910302322.4)等多項(xiàng)實(shí)用技術(shù)，已獲準(zhǔn)專利權(quán)10項(xiàng)；在國內(nèi)外核心學(xué)術(shù)期刊上發(fā)表論文30余篇。目前，張晉教授正在開發(fā)資源化利用糖廠的甘蔗渣燃燒煙塵低成本生產(chǎn)碳量子點(diǎn)發(fā)光材料的工藝技術(shù)以及零污染分離提純碳量子點(diǎn)的生產(chǎn)設(shè)備。該技術(shù)有望拓展應(yīng)用于火電廠煙塵的處理，使之變廢為寶，減少環(huán)境污染。

高亮度石墨烯量子點(diǎn)發(fā)光二極管及應(yīng)用基礎(chǔ)研究

石墨烯作為碳材料家族中的新成員，可以說是含著“金鑰匙”誕生的，尤其是在2010年諾貝爾物理學(xué)獎的光環(huán)加持下，近幾年全球的石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展可謂如火如荼。而石墨烯的碎片（≤10 nm）——石墨烯量子點(diǎn)(Graphene quantum dots，GQDs) 因其不但具有石墨烯比表面積大、載流子遷移率高、優(yōu)異的機(jī)械靈活性、良好的熱化學(xué)穩(wěn)定性以及環(huán)境友好等優(yōu)越性能，還有熒光強(qiáng)、光穩(wěn)定性和生物相容性好、無毒無污染等特點(diǎn)而成為碳材料家族中的新秀，展現(xiàn)出巨大的應(yīng)用潛力，有望取代昂貴稀有的稀土熒光粉和有毒的半導(dǎo)體量子點(diǎn)應(yīng)用于綠色照明及顯示領(lǐng)域，特別是GQDs寬發(fā)射特性使得GQDs 在白色發(fā)光二極管(WLEDs)的應(yīng)用中更具優(yōu)勢。

張晉教授帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)研究了能發(fā)射紅、綠、藍(lán)三色熒光的石墨烯量子點(diǎn)可控制備技術(shù)；揭示了GQDs發(fā)光機(jī)制與熒光特性的關(guān)聯(lián)，設(shè)計(jì)并優(yōu)化石墨烯量子點(diǎn)發(fā)光二極管（GQD-LEDs）的器件結(jié)構(gòu)，探索出高亮度GQD-LEDs的制備技術(shù)；然后，研究GQD-LEDs器件中激子的形成、傳輸和復(fù)合機(jī)制，探索出GQD-LEDs器件的材料匹配規(guī)律，研制出高亮度GQD-LEDs器件，如圖1所示。

圖1 石墨烯量子點(diǎn)發(fā)光二極管器件（左）結(jié)構(gòu)示意圖（中）

與傳統(tǒng)的發(fā)光二極管（LEDs）相比，GQDLEDs器件發(fā)射光譜涵蓋了整個(gè)可見光和紅外光區(qū)，而且光色飽和度和量子效率高、發(fā)熱低，理論上可以做到與理想光源一樣，更加接近自然光，并能有效地彌補(bǔ)LED燈發(fā)熱明顯、藍(lán)光過多影響人類健康的缺陷。與正在快速發(fā)展并商業(yè)化應(yīng)用的有機(jī)發(fā)光二極管（organic light emitting diodes, OLEDs）相比，GQD-LEDs同樣具備OLEDs超薄、超輕、廣視角、自發(fā)光、高清晰、低能耗、生產(chǎn)成本低、可實(shí)現(xiàn)柔性顯示的優(yōu)點(diǎn)，還能長時(shí)間保持畫質(zhì)穩(wěn)定，避免OLEDs制造過程中需要“陰罩”影響顯示精準(zhǔn)度的問題，并且能解決有機(jī)材料的壽命、效率、色彩和最佳化制程條件等參數(shù)牽制的問題。此外，在同等畫質(zhì)下，GQD-LEDs的節(jié)能性可達(dá)到OLEDs的兩倍，發(fā)光率將提升30～40%，同時(shí)還能達(dá)到與無機(jī)半導(dǎo)體材料一樣的穩(wěn)定性和可靠性。因此，GQD-LEDs有望結(jié)合LEDs和OLEDs兩者的優(yōu)勢而成為下一代顯示和照明的理想選擇。

項(xiàng)目組揭示了以生物質(zhì)或有機(jī)原料脫水、碳化合成石墨烯量子點(diǎn)的機(jī)制；探索出利用果汁和食品工業(yè)廢水合成強(qiáng)熒光石墨烯量子點(diǎn)的方法及工藝；找到了用氮摻雜和修飾劑提高GQDs熒光量子效率以及制備紅、綠、藍(lán)三色石墨烯量子點(diǎn)的方法。團(tuán)隊(duì)用豆腐廢水或檸檬汁制作石墨烯量子點(diǎn)的研究成果已在英國[Nanoscale Research Letters]期刊上發(fā)表；并用自制的石墨烯量子點(diǎn)作發(fā)光層制備出GQDLEDs，其亮度已達(dá)到1150-1160 cd/m2（考核指標(biāo)為≥1000 cd/m2）。項(xiàng)目組石墨烯量子點(diǎn)的研究成果榮獲2017中國石墨烯應(yīng)用創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽優(yōu)秀獎；2018年獲第七屆中國創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽云南賽區(qū)暨第四屆云南省創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽的一等獎及第四屆云南省“互聯(lián)網(wǎng)”大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽主賽道金獎。我們項(xiàng)目組關(guān)于“石墨烯量子點(diǎn)低成本生產(chǎn)及其應(yīng)用技術(shù)研發(fā)”的工作榮獲2019年云南省創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽一等獎。