打破核心技術瓶頸！我國科研團隊為稀土穿上“能量轉換外衣”

記者從清華大學獲悉，該校深圳國際研究生院（清華SIGS）韓三陽副教授團隊聯合黑龍江大學、新加坡國立大學科研力量的最新研究成果，以“捕獲電生激子實現可調諧的稀土納米晶電致發光”為題在線發表於《自然》期刊。這是清華SIGS今年發表的第五篇《自然》成果，為稀土材料在現代光電技術中的產業化應用掃清了關鍵障礙。

據瞭解，稀土納米晶（鑭系摻雜納米晶）因發光顏色可調、譜線窄、穩定性高等優勢，被視為電致發光領域“潛力股”。但該材料的絕緣特性導致電流無法直接注入，使其長期難以應用於LED、OLED等現代直流電致發光器件，陷入“穿着棉襖跑步”的技術困境。

共同通訊作者韓三陽（右）與其學生、共同一作張鵬 清華大學

針對這一核心瓶頸，聯合團隊創新性提出有機—無機雜化策略，通過表面修飾為稀土納米晶穿上“能量轉換外衣”。該有機分子界面可精確調控能級結構，將激子能量高效傳遞給稀土離子發光體，成功解決了電致發光中激子產生、輸運和注入的關鍵難題，實現高色純度、光譜可調的高效電致發光。

這項突破源於團隊14年的持續深耕。早在2020年，韓三陽團隊就曾在《自然》發表稀土材料光致發光相關成果，此次研究進一步構建起從光驅動到電驅動的完整技術鏈條。值得關注的是，該成果無需大幅改動器件結構，僅通過調控稀土離子即可實現多色發光，在高分辨率顯示、近紅外技術等領域應用潛力顯著，未來有望拓展至人體健康監測、無創檢測、農作物補光等場景。