近日，黑龍江大學、清華大學與新加坡國立大學攜手合作完成的一項具有突破性意義的研究成果，正式在國際頂級學術(shù)期刊《Nature》上發(fā)表。該成果成功攻克了絕緣性稀土納米晶難以實現(xiàn)高效電致發(fā)光這一困擾全球科學界的難題，為推動我國稀土資源從傳統(tǒng)的“原料出口”模式向高附加值的“技術(shù)輸出”模式戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型，提供了至關(guān)重要的核心技術(shù)支撐。

△《自然》網(wǎng)站文章截圖

稀土作為一種不可替代的戰(zhàn)略資源，素有“工業(yè)維生素”的美譽。我國在稀土資源的儲量以及冶煉技術(shù)方面占據(jù)著顯著優(yōu)勢，然而在終端高端功能材料與器件的研發(fā)及應(yīng)用領(lǐng)域，卻依舊面臨著產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸。鑭系摻雜納米晶雖然具備色純度高、穩(wěn)定性好等作為理想發(fā)光材料的卓越特性，但由于其固有的“絕緣”屬性，無法被電流直接激發(fā)點亮，這一問題導致其在高價值光電領(lǐng)域的應(yīng)用長期受到阻礙。

針對這一制約稀土材料向高端應(yīng)用領(lǐng)域邁進的關(guān)鍵瓶頸，研究團隊創(chuàng)新性地提出了有機半導體敏化策略。該策略以功能化有機配體作為“光電橋梁”，成功實現(xiàn)了將能量精準且高效地傳遞給絕緣稀土納米晶，從而達成了在電流驅(qū)動下的高效發(fā)光效果。

△有機-無機雜化發(fā)光單元設(shè)計與能量傳遞機制示意圖（研究團隊供圖）

這項技術(shù)展現(xiàn)出了巨大的應(yīng)用潛力：采用該技術(shù)的電致發(fā)光器件，其發(fā)光效率較以往提升了76倍，并且能夠在單一器件中通過對稀土離子的調(diào)控，實現(xiàn)全光譜發(fā)光。這一成果標志著我國在稀土高端光電應(yīng)用領(lǐng)域取得了關(guān)鍵性突破，為發(fā)展自主可控的超高清顯示、近紅外通信、生物醫(yī)療等新一代信息技術(shù)，提供了全新的材料體系。

此次突破成功打通了將稀土材料的優(yōu)異特性轉(zhuǎn)化為高端器件功能的技術(shù)路徑，為提升我國稀土產(chǎn)業(yè)鏈的自主創(chuàng)新能力以及終端產(chǎn)品的附加值，做出了具有實質(zhì)性意義的重要貢獻。