科研团队为稀土穿上“能量转换外衣”

记者20日从清华大学获悉，该校深圳国际研究生院韩三阳副教授团队联合黑龙江大学、新加坡国立大学科研力量，为稀土纳米晶设计了一件独特的“能量转换外衣”，可高效传递能量，为其在现代光电技术中的产业化应用扫清了关键障碍。相关成果以“捕获电生激子实现可调谐的稀土纳米晶电致发光”为题，在线发表于国际期刊《自然》。

稀土纳米晶因发光颜色可调、谱线窄、稳定性高等优势，被视为电致发光领域“潜力股”。但该材料的绝缘特性导致电流无法直接注入，使其无法像半导体材料那样被电流直接高效点亮，难以应用于LED（发光二极管）、OLED（有机发光二极管）等现代直流电致发光器件，陷入“穿着棉袄跑步”的技术困境。

针对这一核心瓶颈，联合团队创新性提出有机—无机杂化策略，通过表面修饰为稀土纳米晶穿上“能量转换外衣”。这件“外衣”可精确调控能级结构，将激子能量高效传递给稀土离子发光体，成功解决了电致发光中激子产生、输运和注入的关键难题，实现高色纯度、光谱可调的高效电致发光。

早在2020年，韩三阳团队就在《自然》发表稀土材料光致发光相关成果。此次研究进一步构建起从光驱动到电驱动的完整技术链条。该成果无需大幅改动器件结构，仅通过调控稀土离子即可实现多色发光，在高分辨率显示、近红外技术等领域应用潜力显著，未来有望拓展至人体健康监测、无创检测、农作物补光等场景。