中國稀土研究有新突破穿上“能量轉(zhuǎn)換外衣”

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2025-11-20 20:16:38 中國新聞網(wǎng)

清華大學(xué)深圳國際研究生院副教授韓三陽團(tuán)隊(duì)與黑龍江大學(xué)教授許輝、韓春苗團(tuán)隊(duì)以及新加坡國立大學(xué)教授劉小鋼團(tuán)隊(duì)聯(lián)合發(fā)表了一項(xiàng)最新研究成果。該研究為稀土納米晶設(shè)計(jì)并穿上“能量轉(zhuǎn)換外衣”，使能量能夠高效傳遞給稀土納米晶的有機(jī)分子界面，從而在電致發(fā)光器件的研究和應(yīng)用方面取得了新突破。

這項(xiàng)研究成果以“捕獲電生激子實(shí)現(xiàn)可調(diào)諧的稀土納米晶電致發(fā)光”為題，在線發(fā)表于國際學(xué)術(shù)期刊《自然》(Nature)。稀土納米晶具有發(fā)光顏色可調(diào)、發(fā)光譜線窄、發(fā)光穩(wěn)定性高等優(yōu)勢，通過調(diào)控納米晶內(nèi)部摻雜離子組分可以實(shí)現(xiàn)廣色域的多色發(fā)光。然而，稀土材料的絕緣特性導(dǎo)致電流難以注入其中并實(shí)現(xiàn)傳輸，因此稀土納米晶被稱為發(fā)光材料中的“絕緣寶石”，這一瓶頸阻礙了其在現(xiàn)代光電技術(shù)中的研究和應(yīng)用。

針對(duì)這一難題，韓三陽團(tuán)隊(duì)及其合作者創(chuàng)新性地通過表面修飾為稀土納米晶穿上“能量轉(zhuǎn)換外衣”，采用有機(jī)—無機(jī)雜化策略精確調(diào)控能級(jí)結(jié)構(gòu)，并借助配體工程將激子能量高效分配給鑭系離子發(fā)光體，成功解決了電致發(fā)光中激子產(chǎn)生、輸運(yùn)和注入的核心問題，實(shí)現(xiàn)了高色純度、光譜可調(diào)的高效電致發(fā)光。

韓三陽表示，這項(xiàng)成果不僅讓稀土材料“通上了電”，還打開了其在現(xiàn)代光電技術(shù)中應(yīng)用的大門。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，該成果在多種波段電致發(fā)光方面具備潛力，特別是在高分辨率、寬色域顯示以及近紅外技術(shù)中，僅通過調(diào)控稀土離子即可實(shí)現(xiàn)多色發(fā)光，無需大幅改動(dòng)器件結(jié)構(gòu)。

這項(xiàng)成果有望推動(dòng)稀土發(fā)光在柔性顯示、近紅外器件等領(lǐng)域的應(yīng)用，未來還有望進(jìn)一步應(yīng)用于人體健康監(jiān)測、無創(chuàng)檢測以及農(nóng)作物補(bǔ)光技術(shù)等領(lǐng)域。

(責(zé)任編輯：0764)

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