石墨烯纳米结构的光致发光在生物医学、光子、光电子等领域具有重要的应用前景。目前，该领域主要聚焦在利用湿法化学氧化制备石墨烯纳米结构悬浮液、发光性质和应用的研究。当石墨烯纳米结构悬浮液旋涂于某一基底时，纳米颗粒的团聚效应对光致发光会产生严重的淬灭效应，因此，干法、原位制备石墨烯纳米结构对其在光子和光电子领域的应用具有重要意义。为此，Gokus等人利用干法氧等离子体刻蚀实现了单层石墨烯薄膜的光致发光。但是，对于多层石墨烯，由于氧等离子体对碳膜逐层刻蚀的特点以及下面未刻蚀石墨烯的荧光淬灭效应，并不能实现其光致发光。

本项研究中，我们利用干法紫外光臭氧化刻蚀实现了多层石墨烯薄膜纳米结构的光致发光。我们发现常温刻蚀得到的多层石墨烯纳米结构的光致发光局域于边缘或者悬浮石墨烯薄膜结构中；高温（120 ℃）刻蚀制备的石墨烯纳米结构边缘局域光致发光消失，但三层石墨烯薄膜整个面出现光致发光。通过表面形貌、光学性质以及表面化学功能团的分析，我们提出紫外光臭氧化刻蚀得到的多层石墨烯纳米结构的光致发光机制：局域的sp2团簇对光致发光起关键作用，未被刻蚀的石墨烯薄膜以及Si/SiO2基底表面的带电杂质对荧光具有淬灭效应。

该研究成果发表在Ziyu Zhang, Haihua Tao, Hao Li, Guqiao Ding, Zhenhua Ni, Xianfeng Chen, Making few-layer graphene photoluminescence by UV ozonation, Optical Materials Express, 6(11), 3527-3540 (2016).