显示产业是全球科技创新与产业升级的战略要地，其中高清化已成为产业竞争的核心方向。它不仅显著提升视觉体验，也为智能终端与超高清视频产业提供了关键支撑。随着4K、8K等超高清显示技术的持续发展，高清化程度已成为衡量显示产业竞争力的重要指标。在这一进程中，具有高量子产率和窄带宽发射的发光材料，是实现高分辨率、高色彩纯度及高能效显示的关键，能够带来更清晰、真实的图像效果。碳量子点作为一种环境友好的新型发光材料，近年来在LED领域展现出良好应用前景。然而，传统碳量子点由于激子-振动耦合较强、普遍存在发射光谱宽、色纯度低等问题。尽管已有研究尝试通过表面钝化、元素掺杂等策略改善其光学性能，但在红光区域同时实现高光致发光量子产率与窄带宽发射仍面临挑战，这严重制约了基于碳量子点的广色域电致发光LED的发展。

针对上述关键科学问题，袁方龙老师课题实现了高效、高色纯度红色发光碳量子点的可控制备。该碳量子点在645 nm处呈现出明亮的纯红色发射峰，其光致发光量子产率（PLQY）超过90%，半峰宽仅33 nm，色坐标（0.71, 0.29），高度契合Rec. 2100标准对红光的要求。实验与理论计算表明，该材料优异的光学性能源于其独特的N/O共掺杂刚性π共轭结构。该结构形成了有效的限制势能面，显著抑制了激子-振动耦合与光谱展宽，从而实现了强烈的窄带红光发射。进一步构建了一种主体-敏化剂-客体三元体系发光层策略：将不同浓度的碳量子点掺入热激活延迟荧光（TADF）主体中，并引入磷光敏化剂以增强能量转移与激子利用效率，最终成功构筑出高亮度、多色的碳量子点基LED器件。该研究为开发高性能碳量子点基广色域LED显示开辟了新途径。

图1 基于主体-敏化剂-客体三元体系构筑高性能窄带宽碳量子点LED器件

该工作近期在《Angewandte Chemie International Edition》期刊上发表(Angew. Chem. Int. Ed. 2025, e202513847，doi.org/10.1002/anie.202513847)。论文第一作者为2023级硕士生李晨昊，通讯作者为袁方龙教授。感谢科技部、基金委、北京市及北京师范大学的经费支持。