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記者從清華大學(xué)獲悉，該校深圳國際研究生院（清華SIGS）韓三陽副教授團(tuán)隊聯(lián)合黑龍江大學(xué)、新加坡國立大學(xué)科研力量的最新研究成果，以“捕獲電生激子實現(xiàn)可調(diào)諧的稀土納米晶電致發(fā)光”為題在線發(fā)表于《自然》期刊。這是清華SIGS今年發(fā)表的第五篇《自然》成果，為稀土材料在現(xiàn)代光電技術(shù)中的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用掃清了關(guān)鍵障礙。
據(jù)了解，稀土納米晶（鑭系摻雜納米晶）因發(fā)光顏色可調(diào)、譜線窄、穩(wěn)定性高等優(yōu)勢，被視為電致發(fā)光領(lǐng)域“潛力股”。但該材料的絕緣特性導(dǎo)致電流無法直接注入，使其長期難以應(yīng)用于LED、OLED等現(xiàn)代直流電致發(fā)光器件，陷入“穿著棉襖跑步”的技術(shù)困境。
針對這一核心瓶頸，聯(lián)合團(tuán)隊創(chuàng)新性提出有機(jī)—無機(jī)雜化策略，通過表面修飾為稀土納米晶穿上“能量轉(zhuǎn)換外衣”。該有機(jī)分子界面可精確調(diào)控能級結(jié)構(gòu)，將激子能量高效傳遞給稀土離子發(fā)光體，成功解決了電致發(fā)光中激子產(chǎn)生、輸運(yùn)和注入的關(guān)鍵難題，實現(xiàn)高色純度、光譜可調(diào)的高效電致發(fā)光。
這項突破源于團(tuán)隊14年的持續(xù)深耕。早在2020年，韓三陽團(tuán)隊就曾在《自然》發(fā)表稀土材料光致發(fā)光相關(guān)成果，此次研究進(jìn)一步構(gòu)建起從光驅(qū)動到電驅(qū)動的完整技術(shù)鏈條。值得關(guān)注的是，該成果無需大幅改動器件結(jié)構(gòu)，僅通過調(diào)控稀土離子即可實現(xiàn)多色發(fā)光，在高分辨率顯示、近紅外技術(shù)等領(lǐng)域應(yīng)用潛力顯著，未來有望拓展至人體健康監(jiān)測、無創(chuàng)檢測、農(nóng)作物補(bǔ)光等場景。
（清華大學(xué)供圖）
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