원소 도핑은 탄소점의 다색 발광 조절에 있어서 매우 중요한 역할을 합니다. 하지만 현재 고체 상태에서 조절 가능한 탄소점의 형광 발광을 구현하기는 어려운데, 이는 심각한 집합 유도 소광(Aggregation Induced Quenching, AIQ) 현상과 복잡한 제조 공정 때문입니다. 본 논문에서는 메탄올 트라이올(1,3,5-트라이하이드록시벤젠)을 탄소원으로, 붕산을 붕소 원소 도핑제로, 요소를 질소 원소 도핑제로 사용하여 고체상법과 마이크로웨이브를 이용한 일단계 직접 합성으로 질소-붕소 공동 도핑 고체 형광 탄소점을 보고합니다. 질소 및 붕소 함량의 변화에 따라 얻어진 고체 탄소점의 발광 색이 노란색, 녹색에서 파란색으로 변합니다. 특성 분석 결과, 질소 및 붕소 원소 도핑이 탄소점 표면에 다양한 구조와 표면 관능기를 형성하였으며, 질소 및 붕소 도핑 함량이 증가함에 따라 그래핀 질소, N–C 및 B–O/B–N 기의 협동 작용으로 탄소점 발광 색이 청색 이동하고 형광 발광 효율이 향상되었습니다. 또한, 이들 고체 탄소점 재료가 우수한 다색 발광 성능을 나타냄에 따라 가장 우수한 발광 성능을 지닌 노란색, 녹색 및 파란색 고체 형광 탄소점을 고체 형광 분말로 선택하여 백광 LED(WLED) 소자를 제조하였습니다. 이들 소자는 모두 우수한 색도 지수를 갖고 있으며, 따뜻한 백색광 영역에서 발광하고 일부 소자는 에너지 절약 및 고효율 작동 특성을 보여 조명 분야에서 잠재적 응용 가능성을 나타냅니다.

고체 탄소점; 질소-붕소 공동 도핑; 발광 조절; 발광 다이오드