稀土納米晶具有巨大發光潛力，但絕緣特性阻礙了其在電致發光器件中的研究和應用。記者從清華大學獲悉：清華大學深圳國際研究生院韓三陽副教授團隊與黑龍江大學許輝、韓春苗教授團隊以及新加坡國立大學劉小鋼教授團隊合作，為稀土納米晶設計了一件獨特的“能量轉換外衣”，能夠將能量高效傳遞給稀土納米晶的有機分子界面，為解決電致發光器件中的研究和應用難題帶來新的突破口。
相關研究成果于北京時間11月20日凌晨以“捕獲電生激子實現可調諧的稀土納米晶電致發光”為題在線發表于《自然》期刊。
韓三陽介紹，電致發光能夠將電能直接轉換為光能。稀土納米晶具有發光顏色可調、發光譜線窄、發光穩定性高等優勢，是電致發光材料的“潛力股”。然而，稀土材料具有絕緣特性，電流難以注入和傳輸其中，導致其無法像半導體材料那樣被電流直接高效點亮。
針對這一難題，研究者創新性地通過表面修飾在稀土納米晶表面設計了一系列功能配體，為稀土納米晶穿上“能量轉換外衣”，采用精確調控能級結構，借助配體工程將電產生的激子的能量高效分配給稀土離子發光體，解決了電致發光中激子產生、輸運和注入的關鍵難題，實現了高色純度、光譜可調的高效電致發光。多個實驗結果顯示，這種配體功能化納米晶體平臺在多種波段電致發光方面具備潛力。
“這項成果有助于推動稀土發光在柔性顯示、近紅外器件等領域的應用，未來還有望進一步應用到人體健康監測、無創檢測、農作物補光等場景中。”韓三陽說。
編輯：李華山
