记者从清华大学获悉，清华大学深圳国际研究生院（清华 SIGS）韩三阳副教授团队联合黑龙江大学、新加坡国立大学取得重要科研进展。相关成果以《捕获电生激子实现可调谐的稀土纳米晶电致发光》为题在线发表于《自然》期刊。这是清华 SIGS 今年发表的第五篇《自然》论文，也为稀土材料在现代光电技术中的产业化应用扫清了关键障碍。
稀土纳米晶（镧系掺杂纳米晶）因具有可调发光颜色、窄发射谱线和高稳定性，被认为是电致发光领域的理想材料。然而，其本征绝缘特性使电流难以直接注入，长期无法应用于 LED、OLED 等直流电驱动器件，被形象地称为“穿着棉袄跑步”的技术困境。
为破解这一关键难题，研究团队提出有机—无机杂化策略，通过分子界面修饰为稀土纳米晶构建“能量转换外衣”。该分子界面可精确调控能级结构，将激子的能量高效传递给稀土离子发光中心，从而解决激子产生、输运和注入三大核心瓶颈，实现高色纯度、可调光谱、且效率突出的电致发光。
这一突破源于团队超过 14 年的持续积累。早在 2020 年，韩三阳团队便在《自然》发表稀土材料光致发光的重要成果，此次研究进一步构建了从光致发光到电致发光的完整技术路径。更具应用意义的是，该方法无需大幅改变器件结构，仅通过调控稀土离子即可实现多色发光，在高分辨率显示、近红外技术等方向展现出巨大潜力。未来，该技术还可拓展至健康监测、无创检测、农业补光等多场景应用。