近日，一項關于稀土納米晶的重大科研成果在國際頂級學術期刊《Nature》上正式發表，該成果由黑龍江大學、清華大學與新加坡國立大學聯合攻關完成，成功解決了絕緣性稀土納米晶高效電致發光這一長期困擾全球科學界的難題。
稀土作為現代工業不可或缺的戰略資源，素有“工業維生素”之稱，在高端制造、信息技術等領域具有廣泛應用。我國擁有全球最大的稀土資源儲量和領先的冶煉技術，但在終端高端功能材料與器件開發方面仍面臨技術瓶頸，尤其是如何將稀土材料的獨特性能轉化為實際器件功能，成為制約產業升級的關鍵問題。
研究團隊聚焦鑭系摻雜納米晶這一理想發光材料。這類材料雖具備色純度高、穩定性強等優勢，卻因固有的絕緣特性無法被電流直接激發，導致其高價值光電應用長期受限。例如，在超高清顯示、近紅外通信等領域，稀土材料的光電潛力始終未能充分釋放。
針對這一挑戰，科研人員創新性地提出“有機半導體敏化策略”。通過設計功能化有機配體作為“能量傳遞橋梁”，研究團隊實現了對絕緣稀土納米晶的精準能量注入，首次在電流驅動下實現了高效發光。實驗數據顯示，該技術使電致發光器件的效率較傳統方案提升76倍，并可通過調控稀土離子種類，在單一器件中實現全光譜發光，覆蓋可見光至近紅外波段。
這一突破不僅打通了稀土材料從“原料”到“高端器件”的技術轉化路徑，更為我國稀土產業戰略轉型提供了核心支撐。過去，我國稀土產業以原料出口和初級加工為主，附加值較低；而新技術的問世，將推動稀土資源向高附加值技術輸出轉型，助力超高清顯示、生物醫療、近紅外通信等新一代信息技術實現自主可控發展。
據介紹，該成果已形成完整的技術體系，相關器件在性能指標上達到國際領先水平。研究團隊表示，下一步將加速技術落地，推動稀土高端光電材料在工業和民生領域的規模化應用，為全球稀土科學研究貢獻中國方案。
