稀土纳米晶是发光材料中的“绝缘宝石”，具有巨大的发光潜力。但由于自身的限制，它们无法直接被电流“点亮”，这成为光电技术工业化应用的一大瓶颈。现在，清华大学研究团队联合黑龙江大学徐辉、韩春苗教授团队、新加坡国立大学刘晓刚教授团队，设计出一种独特的稀土纳米晶“能量转换涂层”，解决电致发光器件中的研究难题和应用。北京时间11月20日零点，研究团队及合作者在《自然》杂志在线发表了“捕获电产生的激子，实现令人惊叹的稀有纳米晶体电致发光”的最新研究成果。这也是清华大学Sigs今年发布的第五个自然结果。韩三阳（左）per 的主要作者，以及他的学生和共同第一作者张鹏。清华大学供图 寻找解决稀土纳米晶“隔离困境”的新途径。稀土纳米晶（稀土掺杂纳米晶）具有颜色可调、发射线窄、发光稳定性高等优点。通过调节纳米晶体内的掺杂元素，该材料系统可以实现宽色域内的多色发光。它一直被认为是电致发光材料的“潜力股”，它可以直接将电能转化为光能，是现代显示技术和照明技术的基础。稀有材料发光材料以其高亮度、长寿命和优异的色彩表现，在照明和显示技术的发展史上做出了“重大贡献”——20世纪的“照明”在从节能、节能、间接激发应用领域wing 灯到阴极射线光电管。然而，当21世纪的技术浪潮转向以发光二极管（LED）和有机发光二极管（OLED）为代表的直流电致发光器件时，性能良好但不直接导电的稀土材料陷入了“绝缘困境”。 “这就像人们穿着棉袄跑步一样。”清华大学副教授韩三阳解释说：“稀土材料的绝缘特性使其难以注入和发送电流，因此无法像半导体材料那样直接有效地被电流照亮。”尽管研究人员在提高其光致发光效率方面取得了很大进展，但“电流驱动”这一主要瓶颈始终难以突破，稀土材料在现代光电技术中的预防受到重视。针对这一根本问题，副教授团队韩三阳与黑龙江大学徐辉、韩春苗教授团队以及新加坡国立大学刘晓刚院士团队共同攻关，创新性地通过保留表面、利用有机排列的杂化方法来安排能级结构，并借助配体工程将激子能量高效分配给稀土离子发射体，创新性地在稀有纳米晶上披上“能量外衣”。成功解决了电致发光中激子产生、传输和注入的主要问题，实现了高色纯度、聚焦光谱的高效电致发光。镧系纳米晶-有机分子杂化发光单元的设计与制备。清华大学供图 “这一成果的意义在于，我们不仅为稀土材料‘充电’，也打开了其在现代光电技术中的应用大门。”H说。三阳娜多项实验结果表明，这种配体功能化的纳米晶平台在多个波段的电致发光方面具有潜力，特别是在高分辨率、宽色域显示和近红外技术方面。柔性和近红外器件等领域，也通过国产光电技术。他和他的合作者反复讨论稀土走向地球的道路。一位将这一机制应用于领域（如“清华Sigs”），拓展了他在医学与健康领域的研究视野。深圳生命健康产业有擅长材料合成的背景，也有熟悉生命机制的生物医学工程成员，还有擅长g算法开发的人工智能研究人员。 “‘交叉融合’不是一个简单的口号，它是我们团队不断创新的源泉。”韩三阳说，“科研不能只放在科研上”kshelf，也促进了研究和学科的基础发展。发展;也应该上架，服务国家重大战略需求。 “未来，韩三阳团队计划进一步优化稀土纳米晶在近红外区域的性能，拓展其在深部组织、光动力治疗等生物医学场景中的应用。”攀登科技高峰不仅需要一次，但科学勇气却体现不出来。 “本文共同第一作者、2024级清华SIGS化学工程与技术专业博士生张鹏提到，在研究过程中，团队成员长期留在实验室测试样品信号，经历了多次尝试和挫折。”研究过程中遇到的失败也许是前进的机会。 “根据研究小组的回忆，他们也是o 在论文评审过程中询问。有时审稿人指出材料内部的“能量传递机制”是稀有纳米晶材料的应用潜力，团队夜以继日地开展科学研究，将装置的效率提高到超过首次报道的基础装置水平。与传统电致发光器件相比，稀土纳米晶在器件效率方面的优势，有力地证实了每次土壤测试的重要潜力，并没有吓到团队，反而成为团队进一步深化研究的催化剂。 ”韩三阳说。经过多轮回应和论证，团队系统地阐述了其新系统如何避免重大变化，往往需要长期积累。攀登科技巅峰不仅需要智慧，还需要继续前进的勇气。”新京报记者徐彦林编辑校对y 苗晨霞、​​​​和陆谦