我國稀土高端應(yīng)用領(lǐng)域近日迎來重大突破，一項(xiàng)關(guān)于絕緣性稀土納米晶高效電致發(fā)光的研究成果登上國際頂級學(xué)術(shù)期刊《Nature》。這項(xiàng)由多所高校聯(lián)合攻關(guān)的技術(shù)，成功破解了長期制約稀土材料邁向高附加值應(yīng)用的關(guān)鍵難題。

稀土作為"工業(yè)維生素"，我國在資源儲量和冶煉技術(shù)方面占據(jù)全球領(lǐng)先地位，但在終端功能材料開發(fā)上長期受制于人。鑭系稀土摻雜納米晶雖具有色純度高、穩(wěn)定性強(qiáng)等優(yōu)異發(fā)光特性，但其絕緣特性導(dǎo)致無法直接通過電流激發(fā)，嚴(yán)重阻礙了這類材料在高端光電領(lǐng)域的應(yīng)用。研究團(tuán)隊(duì)通過創(chuàng)新性的有機(jī)半導(dǎo)體敏化策略，構(gòu)建出功能化有機(jī)配體作為能量傳遞橋梁，首次實(shí)現(xiàn)了絕緣稀土納米晶的電流驅(qū)動高效發(fā)光。

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，采用該技術(shù)制備的電致發(fā)光器件效率較傳統(tǒng)方案提升76倍，更突破性地實(shí)現(xiàn)了單一器件全光譜發(fā)光調(diào)控。這項(xiàng)成果不僅攻克了稀土材料從原料到器件的技術(shù)轉(zhuǎn)化瓶頸，更為超高清顯示、近紅外通信、生物成像等前沿領(lǐng)域提供了新型材料解決方案。通過稀土離子種類與濃度的精準(zhǔn)調(diào)控，研究人員成功在單個(gè)器件中實(shí)現(xiàn)了從可見光到近紅外波段的連續(xù)發(fā)光。

該技術(shù)的突破性在于構(gòu)建了完整的有機(jī)-無機(jī)雜化能量傳遞體系，通過分子設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了能量傳遞效率的精準(zhǔn)控制。研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)的系列功能化配體，如同精密的光電轉(zhuǎn)換開關(guān)，有效解決了絕緣體與導(dǎo)體間的能量匹配難題。這種創(chuàng)新策略不僅適用于稀土納米晶體系，更為其他絕緣功能材料的電致發(fā)光研究提供了全新思路。

這項(xiàng)成果標(biāo)志著我國在稀土高端功能材料領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)從跟跑到領(lǐng)跑的跨越，相關(guān)技術(shù)已形成完整自主知識產(chǎn)權(quán)體系。隨著產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程的推進(jìn)，有望推動我國稀土產(chǎn)業(yè)從原料出口向技術(shù)輸出轉(zhuǎn)型，在全球新一代信息技術(shù)競爭中占據(jù)戰(zhàn)略制高點(diǎn)。目前研究團(tuán)隊(duì)正與多家企業(yè)開展合作，加速推進(jìn)該技術(shù)在顯示照明、生物傳感等領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。