中國科學家給稀土穿上“能量轉換外衣”

來源：中國新聞網(wǎng)

記者：曾玥

記者20日從清華大學獲悉，該校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、韓春苗團隊和新加坡國立大學教授劉小鋼團隊聯(lián)合發(fā)表最新研究成果，為稀土納米晶設計并穿上“能量轉換外衣”，使能量可高效傳遞給稀土納米晶的有機分子界面，在解決電致發(fā)光器件的研究和應用難題方面取得新突破。

當日，上述研究成果以“捕獲電生激子實現(xiàn)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》。

清華大學深圳國際研究生院副教授韓三陽（左）與其學生張鵬正在進行實驗。（清華大學供圖）

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)定性高等先天優(yōu)勢，通過調控納米晶內部摻雜離子組分可使該材料體系實現(xiàn)廣色域的多色發(fā)光，故被認為是電致發(fā)光材料的“潛力股”。然而稀土材料的絕緣特性使電流難以注入其中并實現(xiàn)傳輸，因此，稀土納米晶也被稱為發(fā)光材料中的“絕緣寶石”，這一“電流驅動”的瓶頸阻礙了稀土材料在現(xiàn)代光電技術中的研究和應用。

針對上述難題，韓三陽團隊與許輝、韓春苗團隊和劉小鋼團隊聯(lián)合攻關，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，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、輸運和注入的核心難題，實現(xiàn)了高色純度、光譜可調的高效電致發(fā)光。

“這項成果的意義在于，我們不僅讓稀土材料‘通上了電’，更打開了其在現(xiàn)代光電技術中應用的大門?！表n三陽介紹，多個實驗結果顯示，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，無需大幅改動器件結構，僅通過調控稀土離子即可實現(xiàn)多色發(fā)光。

據(jù)悉，這項成果不僅將推動稀土發(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到人體健康監(jiān)測、無創(chuàng)檢測以及開拓農作物補光技術等場景中。