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Reversible/Irreversible Photobleaching of Fluorescent Surface Defects of SiC Quantum Dots: Mechanism and Sensing of Solar UV Irradiation

DOI:10.1002/admi.201900272 期刊:Advanced Materials Interfaces 出版年份:2019 更新时间:2025-11-19 16:46:39
摘要: Knowledge about photobleaching properties of the fluorescent surface defects of the semiconductor quantum dots (QDs) is crucial for their applications. Here, the photobleaching properties of the fluorescent surface defects of the colloidal 3C-SiC QDs are reported. The combined experimental and theoretical study reveals that the observed violet fluorescence at around 392 nm stems from the carboxylic acid group-related surface defects. When the SiC QDs are exposed to the UV irradiation, the 392 nm fluorescent surface defects show both reversible and irreversible photobleaching, whereas the 438 nm fluorescent surface defects show only irreversible photobleaching. The photochemical mechanisms dominating these phenomena are explored. The photobleaching property of the SiC QDs is utilized to detect the solar UV irradiation with high accuracy. The photobleaching of the SiC QDs is highly sensitive to the hydrogen or metal ion concentration in the colloid solution. These findings deepen the understanding of the properties of the fluorescent surface defects of the SiC QDs and pave the way for their applications in sensing.
作者: Dejian Dai,Chengyu Zhang,Ling Wang,Yang Wang,Baohua Zhang,Kaiming Deng,Wei Lu,Jiyang Fan
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Investigating the photobleaching properties of the fluorescent surface defects of the colloidal 3C-SiC QDs and their applications in sensing solar UV irradiation.

The study reveals that the violet fluorescence at around 392 nm in 3C-SiC QDs arises from carboxylic acid group-related surface defects, showing both reversible and irreversible photobleaching upon UV irradiation. The photobleaching property is highly sensitive to hydrogen or metal ion concentration, enabling applications in sensing solar UV irradiation and detecting ion concentrations.

The study is limited to the photobleaching properties of 3C-SiC QDs under specific conditions. The influence of other environmental factors and the scalability of the sensing applications were not extensively explored.

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