【摘 要】
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信息及数据安全在日常生活和生产中都是人们十分关注的问题,随着科学技术的发展,人们对机密数据的传输和保存中迫切需要提高加密技术的安全性以确保信息的安全。由于光学材料具有制作工艺简单、可视性高、颜色稳定性好等优点,近年来光学信息加密已经成为现代加密技术的重要研究内容之一。然而,传统单色发光材料发光颜色单一、发光模式简单、加密强度较低,加密信息容易被破解;有机磷光材料虽然发光模式更加丰富,有较高加密安全
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信息及数据安全在日常生活和生产中都是人们十分关注的问题,随着科学技术的发展,人们对机密数据的传输和保存中迫切需要提高加密技术的安全性以确保信息的安全。由于光学材料具有制作工艺简单、可视性高、颜色稳定性好等优点,近年来光学信息加密已经成为现代加密技术的重要研究内容之一。然而,传统单色发光材料发光颜色单一、发光模式简单、加密强度较低,加密信息容易被破解;有机磷光材料虽然发光模式更加丰富,有较高加密安全性的可能,但其存在光稳定性和热稳定性差等问题,使此种材料的应用也受到很大限制。此外,随着生活水平的提高,为满足各种环境氛围以及身体健康的需要,人们对照明的需求更加严格且多样。多色LED和全波段白光LED越来越受到重视,逐渐成为研究的焦点。如果能制备出集信息加密和白光LED应用于一体的多功能发光材料,那将会大大方便我们的生活。稀土发光材料因其原料矿藏丰富,稳定性好,合成简单等优点在发光领域广泛使用。特别因其具有丰富的能级结构、优异的光稳定性、发光波长范围较广等优势备受关注,在w-LED、防伪和生物成像领域有着广泛的研究和应用。碳量子点（Carbon Dots,CDs）,作为一种新型荧光纳米颗粒,因其独特的光学性质、高水溶性、强生物兼容性和无毒性等优势在信息加密和生物成像方面具有光明的应用前景。且碳点表面通常具有丰富的有机官能团,存在与稀土发光材料结合的可能。然而,多功能材料的设计受材料的物理化学性质、制备方法的可行性和原料的珍稀程度等问题所制约。如何将碳点与稀土发光材料在不影响彼此发光的前提下进行有机结合,以及结合后材料的发光机理和性质是探究的要点。经调查研究发现,目前研究大多针对氟化稀土盐的优化与设计。经可行性与生产难度考虑,本文对成本低廉、材料稳定的稀土氧化物KLa（Mo O4）2作为复合材料的基质。本文研究了碳量子点的结构、发光性质以及KLa（Mo O4）2:Eu3+表面包覆碳量子点复合材料的制备,并监测了其发光特性、能量传递机制及其在白光LED和信息加密领域中的应用。具体研究内容如下:（1）探究简单的一步加热的办法合成出含有磷、氮元素的碳量子点,实现了碳量子点的稳定生长。对碳量子点进行了性质测试,通过所得的数据发现含氮/磷的官能团分布在碳量子点的表面,这些官能团生成氢键保护了碳量子点的三重态,限制了碳点内部的磷光猝灭。通过实验发现合成碳量子点的最佳原料比例及p H值,并确定了有利于碳量子点生长的最佳温度。当用紫外光激发时,碳点表现出耀眼的蓝光;当结束照射,碳点转而出现明显的绿色磷光。当用不同波长的紫外光激发,碳点发出的光逐渐从蓝色向绿色过渡。（2）作为一种新型荧光纳米颗粒,CDs因其独特的光学性质、高水溶性和无毒性等优点成为研究的焦点。由于CDs通常是球形纳米颗粒,其粒径小于10nm,表面具有丰富的有机官能团,具有可能与其他材料结合的潜力。本文合成了一种具有稳定的蓝色荧光和长达7秒的绿色磷光的碳点,同时制备出有明亮红光发射的KLa（Mo O4）2:Eu3+粒子,分别对它们的形貌、晶体结构、发光性质等进行了表征。由于CDs颗粒和KLa（Mo O4）2:Eu3+微粒表面都具有有机官能团,本研究中通过包覆硅壳层的方式,通过Si-O键将二者链接成一种多功能复合发光材料。利用二者激发光谱的不同,设计了一种高加密度的信息加密方案;利用其蓝绿光与橙红光的匹配,制作了一种复合白光LED芯片。
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