我国稀土研究取得新突破解决电致发光关键难题开启光电技术新篇章

小大

用微信扫描二维码
分享至好友和朋友圈

关键词：

2025-11-27 14:40:57 清华大学

我国稀土研究取得新突破解决电致发光关键难题开启光电技术新篇章！稀土纳米晶被誉为发光材料中的“绝缘宝石”，尽管拥有巨大的发光潜力，但由于其自身局限性，无法直接通过电流点亮，这成为其实现光电技术产业化应用的关键障碍。近日，清华大学韩三阳副教授团队与合作者为稀土纳米晶设计了一种独特的“能量转换外衣”，将能量高效传递给稀土纳米晶的有机分子界面，为解决电致发光器件的研究和应用难题提供了新的突破口。相关研究成果已在国际期刊《自然》在线发表。

稀土纳米晶具备发光颜色可调、发光谱线窄、发光稳定性高等优势，通过调控纳米晶内部掺杂离子组分，可以实现广色域的多色发光，一直被视为电致发光材料的重要候选者。电致发光能够将电能直接转换为光能，是现代显示技术和照明技术的基础。稀土发光材料因高亮度、长寿命和出色的色彩表现，在20世纪的节能灯和阴极射线显像管等间接激发应用中发挥了重要作用。然而，进入21世纪后，随着发光二极管（LED）和有机发光二极管（OLED）等直流电致发光器件的兴起，绝缘特性的稀土材料在这些新技术中遇到了难以逾越的瓶颈。

韩三阳解释说：“稀土材料的绝缘特性使电流难以注入和传输其中，因此无法像半导体材料那样被电流直接高效点亮。”虽然科研人员在提升光致发光效率方面取得了显著进展，但这一根本问题始终未能得到有效解决，严重阻碍了稀土材料在现代光电技术中的研究和应用。

为此，韩三阳副教授团队与黑龙江大学许辉、韩春苗教授团队以及新加坡国立大学刘小钢教授团队合作，创新性地通过表面修饰为稀土纳米晶穿上“能量转换外衣”。他们采用有机-无机杂化策略，精确调控能级结构，并借助配体工程将激子能量高效分配给镧系离子发光体，成功解决了电致发光中激子产生、输运和注入的核心难题，实现了高色纯度、光谱可调的高效电致发光。

韩三阳表示，这项成果不仅让稀土材料“通上了电”，还为其在现代光电技术中的广泛应用打开了大门。实验结果显示，这种配体功能化纳米晶体平台在多种波段电致发光方面具有潜力，特别是在高分辨率、宽色域显示及近红外技术中，只需通过调控稀土离子即可实现多色发光。未来，这项成果还有望应用于人体健康监测、无创检测，甚至农作物补光技术等领域。

(责任编辑：0882)

关闭

我国稀土研究取得新突破 解决电致发光关键难题 开启光电技术新篇章

相关新闻

今日热点

频道热点

我国稀土研究取得新突破解决电致发光关键难题开启光电技术新篇章