从“异想天开”到全球突破 黑大团队十四年攻坚让稀土纳米晶“通电发光”登《Nature》
从“异想天开”到全球突破 黑大团队十四年攻坚让稀土纳米晶“通电发光”登《Nature》
中新网哈尔滨11月20日电 (记者 史轶夫)11月20日，黑龙江大学许辉教授团队与合作者的研究成果“捕获电生激子实现可调谐的镧系纳米晶电致发光”在线发表于国际顶级期刊《Nature》。这不仅是黑龙江大学首篇《Nature》论文，更是黑龙江省化学学科的历史性突破。
从左到右依次为第一作者谭静，通讯作者许辉教授和韩春苗教授 黑大供图故事始于2011年新加坡国立大学的一次闲聊。彼时从事有机分子敏化稀土纳米晶研究的许辉教授，与合作者王锋教授萌生了一个看似“异想天开”的念头：让天生绝缘的稀土纳米晶实现电致发光。作为公认的“发光宝石”，镧系掺杂纳米晶色纯度高、稳定性强，但“绝缘”特性如同难以逾越的“天堑”，让电荷无法注入，长期以来与光电应用领域无缘，成为困扰全球科研界的世界性难题。
面对传统“硬闯”电荷注入的思路困境，许辉教授团队另辟蹊径。他们借鉴自然界光合作用的智慧，提出“巧建桥梁”的创新方案――在稀土纳米晶表面修饰精心设计的功能配体，构建起无数座有机“光电桥梁”。“这些配体就像‘叶绿素’，能捕获电激发产生的能量并高效传递给纳米晶。”许辉教授形象比喻道。团队筛选出的最佳分子CzPPOA，能量捕获效率接近100%，传递效率高达96.7%，成功实现能量的精准递送，让“天堑变通途”。
许辉教授指导团队开展光电性能测试 黑大供图从2011年最初的设想，到2025年的成果绽放，这场科研攻坚跨越十四年，三支跨校团队始终紧密协作。团队制备的绿色电致发光器件，其外量子效率达到5.9%，比未功能化的纳米晶器件提升了76倍。
更令人惊叹的是，无需改变器件结构，仅通过调整纳米晶中掺杂的稀土离子，就能在同一器件上实现从绿色、暖白色到近红外光的连续、精准调控。更重要的是，它打破了“绝缘体无法电致发光”的传统认知，构建起有机-无机复合的新型研究范式，为能源、生物、医药等多领域提供了跨界创新思路。
许辉教授指导谭静制备电致发光器件 黑大供图如今，连接“绝缘小岛”与光电世界的桥梁已然建成。许辉团队表示，将继续向更亮、更高效、更稳定的目标迈进，推动技术在未来显示、生物医学成像、可穿戴设备等领域落地转化，让这份坚持十四年的“科技之光”，真正成为赋能经济社会发展的“产业之光”。(完)
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