中国稀土研究有新突破 穿上“能量转换外衣”[推荐]

清华大学深圳国际研究生院副教授韩三阳团队与黑龙江大学教授许辉、韩春苗团队以及新加坡国立大学教授刘小钢团队联合发表了一项最新研究成果。该研究为稀土纳米晶设计并穿上“能量转换外衣”，使能量能够高效传递给稀土纳米晶的有机分子界面，从而在电致发光器件的研究和应用方面取得了新突破。

这项研究成果以“捕获电生激子实现可调谐的稀土纳米晶电致发光”为题，在线发表于国际学术期刊《自然》(Nature)。稀土纳米晶具有发光颜色可调、发光谱线窄、发光稳定性高等优势，通过调控纳米晶内部掺杂离子组分可以实现广色域的多色发光。然而，稀土材料的绝缘特性导致电流难以注入其中并实现传输，因此稀土纳米晶被称为发光材料中的“绝缘宝石”，这一瓶颈阻碍了其在现代光电技术中的研究和应用。

针对这一难题，韩三阳团队及其合作者创新性地通过表面修饰为稀土纳米晶穿上“能量转换外衣”，采用有机—无机杂化策略精确调控能级结构，并借助配体工程将激子能量高效分配给镧系离子发光体，成功解决了电致发光中激子产生、输运和注入的核心问题，实现了高色纯度、光谱可调的高效电致发光。

韩三阳表示，这项成果不仅让稀土材料“通上了电”，还打开了其在现代光电技术中应用的大门。实验结果显示，该成果在多种波段电致发光方面具备潜力，特别是在高分辨率、宽色域显示以及近红外技术中，仅通过调控稀土离子即可实现多色发光，无需大幅改动器件结构。

这项成果有望推动稀土发光在柔性显示、近红外器件等领域的应用，未来还有望进一步应用于人体健康监测、无创检测以及农作物补光技术等领域。