近日，黑龍江大學(xué)、清華大學(xué)與新加坡國(guó)立大學(xué)攜手合作完成的一項(xiàng)具有突破性意義的研究成果，正式在國(guó)際頂級(jí)學(xué)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(shí)現(xiàn)高效電致發(fā)光這一困擾全球科學(xué)界的難題，為推動(dòng)我國(guó)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(yù)。我國(guó)在稀土資源的儲(chǔ)量以及冶煉技術(shù)方面占據(jù)著顯著優(yōu)勢(shì)，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(wú)法被電流直接激發(fā)點(diǎn)亮，這一問題導(dǎo)致其在高價(jià)值光電領(lǐng)域的應(yīng)用長(zhǎng)期受到阻礙。

針對(duì)這一制約稀土材料向高端應(yīng)用領(lǐng)域邁進(jìn)的關(guān)鍵瓶頸，研究團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新性地提出了有機(jī)半導(dǎo)體敏化策略。該策略以功能化有機(jī)配體作為“光電橋梁”，成功實(shí)現(xiàn)了將能量精準(zhǔn)且高效地傳遞給絕緣稀土納米晶，從而達(dá)成了在電流驅(qū)動(dòng)下的高效發(fā)光效果。

△有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化發(fā)光單元設(shè)計(jì)與能量傳遞機(jī)制示意圖（研究團(tuán)隊(duì)供圖）

這項(xiàng)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(guò)對(duì)稀土離子的調(diào)控，實(shí)現(xiàn)全光譜發(fā)光。這一成果標(biāo)志著我國(guó)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(guó)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(shí)質(zhì)性意義的重要貢獻(xiàn)。