中国科学家为稀土披上“能量转换外衣”，解锁光电技术新应用
【前沿速递！这项突破将重塑未来显示】
光明日报北京11月26日电（记者邓晖）想象一下，一种材料发光性能卓越，却始终无法被电流“点亮”——这正是稀土纳米晶长期面临的困境。如今，这一瓶颈被彻底打破！清华大学韩三阳副教授团队联合黑龙江大学许辉、韩春苗教授团队及新加坡国立大学刘小钢教授团队，通过为稀土纳米晶精准设计一件“能量转换外衣”，成功将能量高效传递至其有机分子界面，为电致发光器件的研发与应用开辟了全新路径。这项里程碑式成果已在线发表于国际顶级期刊《自然》。
稀土纳米晶天生具备发光颜色可调、谱线窄、稳定性高等优势，通过调控内部掺杂离子，可实现广色域多色发光，一直被视作电致发光领域的“潜力股”。
电致发光技术能将电能直接转化为光能，是现代显示与照明的基石。稀土发光材料曾以高亮度、长寿命和出色色彩表现，在技术上立下汗马功劳。当产业浪潮转向LED、OLED等直流电致发光器件，性能卓越却绝缘的稀土材料，陷入了无法导电的尴尬境地。
“这好比‘穿着棉袄跑步’。”韩三阳形象地解释道，“稀土材料的绝缘特性，使得电流难以注入和传输，无法像半导体那样被直接高效点亮。”尽管科研人员在提升光致发光效率上进展显著，但“电流驱动”这个根本瓶颈始终未被突破，严重制约了其现代应用。
面对这一核心挑战，研究团队创新性地采用表面修饰技术，为稀土纳米晶披上独特的“能量转换外衣”。通过有机—无机杂化策略、精确的能级调控以及配体工程等多种手段，团队高效分配激子能量至镧系离子发光体，一举攻克了电致发光中激子产生、输运与注入的系列难题，最终实现了高色纯度、光谱可调的高效电致发光。
“这项成果不仅让稀土材料‘通上了电’，更彻底打开了其在现代光电技术中的应用大门。”韩三阳强调，该技术未来可迅速拓展至人体健康监测、无创检测乃至农作物补光等多元场景。点击关注，了解更多科技前沿动态，共同见证创新如何改变世界！
《光明日报》（2025年11月27日 08版）
来源： 光明网-《光明日报》
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