中国稀土研究有新突破 为稀土穿上“能量转换外衣”

刘绪刚

快科技11月21日消息，据媒体报道，清华大学深圳国际研究生院副教授韩三阳团队联合黑龙江大学许辉、韩春苗团队及新加坡国立大学刘小钢团队，在国际学术期刊《自然》上发表题为“捕获电生激子实现可调谐的稀土纳米晶电致发光”的最新研究成果。
该研究创新地为稀土纳米晶设计了一种“能量转换外衣”，成功构建有机分子界面，实现能量向稀土纳米晶的高效传递，在电致发光器件的关键难题上取得重要突破。
稀土纳米晶因其发光颜色可调、谱线窄、稳定性高等优势，被视为电致发光材料的“潜力股”。然而，其固有的绝缘特性导致电流难以有效注入和传输，使得这类材料如同“绝缘宝石”，长期受困于“电流驱动”瓶颈，限制了在现代光电技术中的广泛应用。
针对这一难题，联合研究团队采用有机—无机杂化策略，通过表面修饰在稀土纳米晶外层构建“能量转换外衣”，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中心，从而攻克了电致发光中激子生成、输运与注入的核心技术障碍，最终实现高色纯度、光谱可调的高效电致发光。
实验表明，该技术在高分辨率、宽色域显示及近红外等多个波段均展现出潜力，仅通过调控稀土离子即可实现多色发光，无需对器件结构进行大幅改动。
该研究成果有望推动稀土发光技术在柔性显示、近红外器件等领域的应用，未来或进一步拓展至人体健康监测、无创检测及农作物补光技术等多元场景。