中國稀土研究有新突破 穿上“能量轉換外衣”
清華大學深圳國際研究生院副教授韓三陽團隊與黑龍江大學教授許輝、韓春苗團隊以及新加坡國立大學教授劉小鋼團隊聯合發(fā)表了一項最新研究成果。該研究為稀土納米晶設計并穿上“能量轉換外衣”，使能量能夠高效傳遞給稀土納米晶的有機分子界面，從而在電致發(fā)光器件的研究和應用方面取得了新突破。
這項研究成果以“捕獲電生激子實現可調諧的稀土納米晶電致發(fā)光”為題，在線發(fā)表于國際學術期刊《自然》(Nature)。稀土納米晶具有發(fā)光顏色可調、發(fā)光譜線窄、發(fā)光穩(wěn)定性高等優(yōu)勢，通過調控納米晶內部摻雜離子組分可以實現廣色域的多色發(fā)光。然而，稀土材料的絕緣特性導致電流難以注入其中并實現傳輸，因此稀土納米晶被稱為發(fā)光材料中的“絕緣寶石”，這一瓶頸阻礙了其在現代光電技術中的研究和應用。
針對這一難題，韓三陽團隊及其合作者創(chuàng)新性地通過表面修飾為稀土納米晶穿上“能量轉換外衣”，采用有機—無機雜化策略精確調控能級結構，并借助配體工程將激子能量高效分配給鑭系離子發(fā)光體，成功解決了電致發(fā)光中激子產生、輸運和注入的核心問題，實現了高色純度、光譜可調的高效電致發(fā)光。
韓三陽表示，這項成果不僅讓稀土材料“通上了電”，還打開了其在現代光電技術中應用的大門。實驗結果顯示，該成果在多種波段電致發(fā)光方面具備潛力，特別是在高分辨率、寬色域顯示以及近紅外技術中，僅通過調控稀土離子即可實現多色發(fā)光，無需大幅改動器件結構。
這項成果有望推動稀土發(fā)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于人體健康監(jiān)測、無創(chuàng)檢測以及農作物補光技術等領域。
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