记者20日从清华大学获悉，该校深圳国际研究生院韩三阳副教授团队与黑龙江大学、新加坡国立大学等科研机构合作，设计了一种独特的稀土纳米晶“能量转换层”，可高效传输能量，消除了现代光电技术工业化应用的一大障碍。相关成果题为“Capture of electrogenic excitons to acquire electroluminescent of tunable稀土纳米晶体”，在线发表于国际期刊《自然》（Nature）在线发表。
稀土纳米晶因其发射颜色可调、谱线窄、稳定性高等优点而被认为是电致发光领域的“储备潜力”。但这种材料的绝缘特性阻止电流直接注入，因此无法发光有效地利用直流电（如半导体材料）。很难应用于LED（发光二极管）和OLED（有机发光二极管）等现代直流电致发光器件，造成“穿着棉袄跑”的技术困境。
为了解决这一核心瓶颈，合作团队创新性地提出了一种有机-无机混合策略，通过表面修饰将“能量转换层”应用于稀土纳米晶。这个“层”可以精确控制能级结构，高效地将激子能量传递给稀土离子发射体，成功解决了电致发光中激子产生、传输和注入的关键问题，实现了高色纯度和可调谐光谱的高效电致发光。
早在2020年，韩三阳团队就在《自然》杂志上发表了与稀土材料光致发光相关的研究结果。本研究将进一步构建完整的技术从光驱到电驱动器的OGY链。实现这一点不需要对设备结构进行重大改变。通过简单地控制稀土离子即可实现多色发光。它在高分辨率显示和近红外技术等领域具有巨大的潜在应用。未来有望拓展到人体健康监测、无创检测、农作物补光等场景。 （记者：华凌书红）
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