近日，清華大學韓三陽副教授團隊與合作者為稀土納米晶設計了一件獨特的“能量轉換外衣”，將能量高效傳遞給稀土納米晶的有機分子界面，為解決電致發光器件中的研究和應用難題帶來了新的突破口。相關研究成果在線發表于國際期刊《自然》。

　　稀土納米晶具有發光顏色可調、發光譜線窄、發光穩定性高等先天優勢，通過調控納米晶內部摻雜離子組分可使該材料體系實現廣色域的多色發光，一直被認為是電致發光材料的“潛力股”。然而，當21世紀的技術浪潮轉向了以發光二極管（LED）、有機發光二極管（OLED）為代表的直流電致發光器件，性能卓越卻無法直接導電的稀土材料陷入了“絕緣困境”。

　　韓三陽解釋道，稀土材料的絕緣特性使電流難以注入和傳輸，因此其無法像半導體材料那樣被電流直接高效點亮，嚴重阻礙了稀土材料在現代光電技術中的研究和應用。

　　針對上述難題，韓三陽團隊與黑龍江大學許輝、韓春苗教授團隊和新加坡國立大學劉小鋼教授團隊聯合攻關，創新性地通過表面修飾為鑭系摻雜納米晶穿上“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光體，成功解決了電致發光中激子產生、輸運和注入的核心難題，實現了高色純度、光譜可調的高效電致發光。

　　“這項成果的意義在于我們不僅讓稀土材料‘通上了電’，更打開了其在現代光電技術中應用的大門。”韓三陽介紹，多個實驗結果顯示，這種配體功能化納米晶體平臺在多種波段電致發光方面具有潛力，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，即可實現多色發光。未來有望進一步應用到人體健康監測、無創檢測，乃至開拓農作物補光技術等場景中。