“能量外衣”解決稀土發(fā)光難題 創(chuàng)新策略突破技術(shù)瓶頸
清華大學(xué)深圳國際研究生院韓三陽副教授團(tuán)隊與黑龍江大學(xué)、新加坡國立大學(xué)合作，為稀土納米晶設(shè)計了一種獨(dú)特的“能量轉(zhuǎn)換外衣”，可以高效傳遞能量，解決了其在現(xiàn)代光電技術(shù)中產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的關(guān)鍵障礙。這項成果以“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《自然》雜志。
稀土納米晶因其發(fā)光顏色可調(diào)、譜線窄和穩(wěn)定性高等特點(diǎn)，被視為電致發(fā)光領(lǐng)域的潛力材料。然而，由于其絕緣特性，電流無法直接注入，導(dǎo)致難以應(yīng)用于LED和OLED等現(xiàn)代直流電致發(fā)光器件，面臨技術(shù)困境。
為解決這一問題，聯(lián)合團(tuán)隊提出了一種有機(jī)—無機(jī)雜化策略，通過表面修飾為稀土納米晶穿上“能量轉(zhuǎn)換外衣”。這種“外衣”能夠精確調(diào)控能級結(jié)構(gòu)，將激子能量高效傳遞給稀土離子發(fā)光體，從而成功解決了電致發(fā)光中的激子產(chǎn)生、輸運(yùn)和注入難題，實(shí)現(xiàn)了高色純度、光譜可調(diào)的高效電致發(fā)光。
早在2020年，韓三陽團(tuán)隊就在《自然》上發(fā)表了關(guān)于稀土材料光致發(fā)光的研究成果。此次研究進(jìn)一步構(gòu)建了從光驅(qū)動到電驅(qū)動的技術(shù)鏈條。該成果無需大幅改動器件結(jié)構(gòu)，僅通過調(diào)控稀土離子即可實(shí)現(xiàn)多色發(fā)光，在高分辨率顯示、近紅外技術(shù)等領(lǐng)域具有顯著的應(yīng)用潛力，未來有望應(yīng)用于人體健康監(jiān)測、無創(chuàng)檢測和農(nóng)作物補(bǔ)光等場景。
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