11月20日，一项来自中国科研团队的重磅研究成果，在国际顶尖期刊《自然》上正式发布。清华大学深圳国际研究生院韩三阳副教授团队与合作者，成功攻 克了稀土纳米晶无法被电流直接高效点亮的世界性难题，为这种"绝缘宝石"穿上了一件独特的"能量转换外衣"。这一突破，不仅意味着稀土材料在光电技术 领域产业化应用的大门被真正推开，更在全球高科技竞技场投下了一枚"深水炸弹"，其战略意义不言而喻。 一、突破"绝缘"枷锁：我们让稀土"通了电" 稀土，被称为"工业维生素"，是现代高科技产业不可或缺的核心战略资源。稀土纳米晶，更是发光材料领域的潜力巨星，它色彩纯正、性能稳定，若能广泛 应用于显示、通信、生物检测等领域，将引发技术变革。 然而，一个根本性瓶颈禁锢了它数十年：它是"绝缘"的。电流无法有效注入，就像拥有一座宝藏却找不到钥匙，导致其巨大的发光潜力始终被困在实验室 里，难以走向产业化的"星辰大海"。全球科学家为此倾注心血，但"电流驱动"这座大山始终难以逾越。 韩三阳团队的成功，在于他们绕开了"硬碰硬"的思维，匠心独运地设计了一种有机-无机杂化的界面层，如同为稀土纳米晶量身定制了一件高效的"能量转换 外衣"。这件"外衣"能精准捕获 ...

中新社北京11月20日电 (记者 曾玥)记者20日从清华大学获悉，该校深圳国际研究生院副教授韩三阳团 队与黑龙江大学教授许辉、韩春苗团队和新加坡国立大学教授刘小钢团队联合发表最新研究成果，为稀 土纳米晶设计并穿上"能量转换外衣"，使能量可高效传递给稀土纳米晶的有机分子界面，在解决电致发 光器件的研究和应用难题方面取得新突破。 当日，上述研究成果以"捕获电生激子实现可调谐的稀土纳米晶电致发光"为题，在线发表于国际学术期 刊《自然》(Nature)。 针对上述难题，韩三阳团队与许辉、韩春苗团队和刘小钢团队联合攻关，创新性地通过表面修饰为稀土 纳米晶穿上"能量转换外衣"，采用有机—无机杂化策略精确调控能级结构，借助配体工程将激子能量高 效分配给镧系离子发光体，成功解决了电致发光中激子产生、输运和注入的核心难题，实现了高色纯 度、光谱可调的高效电致发光。 "这项成果的意义在于，我们不仅让稀土材料'通上了电'，更打开了其在现代光电技术中应用的大 门。"韩三阳介绍，多个实验结果显示，该成果在多种波段电致发光方面具备潜力，特别是在高分辨 率、宽色域显示以及近红外技术中，无需大幅改动器件结构，仅通过调控稀土离子即可实现多色发 ...

技术突破 - 英国剑桥大学卡文迪许实验室开发出利用"分子天线"为绝缘纳米颗粒供电的新技术 首次实现电致发光并制成超纯近红外发光二极管[1] - 研究聚焦镧系掺杂纳米颗粒 其发出的光极为纯净稳定 尤其在可穿透深层生物组织的第二近红外波段应用潜力巨大[1] - 技术突破在于在纳米颗粒表面接枝9-蒽甲酸有机分子作为"天线" 以超过98%的效率将能量转移给颗粒内部的镧系离子使其发光[1] - 团队制备出可在约5伏低电压下点亮的"LnLED" 其发出的近红外光具有极窄谱线宽 纯度远高于量子点等现有技术[1] 应用前景 - LnLED在生物医学成像和光通信中优势显著 越纯净精确的光越有优势[2] - 在医疗设备领域 有望用于深层组织成像 协助癌症检测和器官功能实时监测 或精准激活光敏药物[2] - 在光通信领域 超窄光谱线宽有望实现更快更清晰的数据传输 减少信号干扰[2] - 还可用于打造高灵敏度的化学或生物标志物探测设备[2]

转自：北京日报客户端 稀土纳米晶 是发光材料中的"绝缘宝石" 虽具有巨大的发光潜力 却因自身局限无法被电流直接"点亮" 成为其 为解决电致发光器件中的研究和应用难题 带来了新的突破口 实现光电技术产业化应用的根本瓶颈 清华大学深圳国际研究生院 韩三阳副教授团队与合作者 为稀土纳米晶设计了一件独特的 "能量转换外衣" 将能量高效传递给稀土纳米晶的有机分子界面 站论文截图 相关研究成果以 "捕获电生激子实现可调谐的稀土纳米晶电致发光" （Electro-generated excitons for tunable lanthanide electroluminescence）为题 Nature 网 于北京时间11月20日 在线发表于《自然》（Nature） 稀土纳米晶（镧系掺杂纳米晶），具有发光颜色可调、发光谱线窄、发光稳定性高等先天优势，一直被 视为电致发光材料的"潜力股"。 然而，当21世纪的技术浪潮转向以发光二极管（LED）、有机发光二极管（OLED）为代表的直流电致 发光器件，性能卓越却无法直接导电的稀土材料陷入了"绝缘困境"。 韩三阳表示："稀土材料的绝缘特性，使电流难以注入和传输其中，因此其无法像半导 ...

技术突破 - 研究团队为绝缘的稀土纳米晶设计了一种独特的“能量转换外衣”，通过表面修饰功能配体，解决了电流难以注入和传输的关键难题 [1] - 该创新方法采用精确调控能级结构，借助配体工程将电生激子的能量高效传递给稀土离子发光体，实现了高色纯度、光谱可调的高效电致发光 [2] - 多个实验结果显示，这种配体功能化纳米晶体平台在多种波段电致发光方面具备潜力 [2] 材料特性与挑战 - 稀土纳米晶具有发光颜色可调、发光谱线窄、发光稳定性高等优势，是电致发光材料的潜力股 [1] - 稀土材料固有的绝缘特性阻碍了其在电致发光器件中的应用，导致其无法像半导体材料那样被电流直接高效点亮 [1] 应用前景 - 该成果有助于推动稀土发光在柔性显示、近红外器件等领域的应用 [2] - 未来技术有望进一步应用到人体健康监测、无创检测、农作物补光等场景中 [2] 研究成果 - 相关研究成果以“捕获电生激子实现可调谐的稀土纳米晶电致发光”为题，于北京时间11月20日凌晨在线发表于《自然》期刊 [1]

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。 许辉教授指导团队开展光电性能测试 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 ...

编辑丨王多鱼 排版丨水成文 镧系纳米晶 在电致发光 （ Electroluminescence， EL） 应用中具有独特优势，包括窄带发射、高色纯度和组分可调的发光输出。然而，其绝缘特性对载流子的 传输与注入提出了挑战，阻碍了它们在电驱动光电器件中的应用。 2025 年 11 月 19 日， 黑龙江大学化学与材料科学学院 许辉 教授、 韩春苗 教授，清华大学深圳国际研究生院 韩三阳 副教授及 新加坡国立大学 刘小刚 教授团 队合作，在国际顶尖学术期刊 Nature 上发表了 题为： Electro-generated excitons for tunable lanthanide electroluminescence 的研究论文，黑龙江大学为该 论文第一单位，据悉，这也是黑龙江大学校史首篇 Nature 论文。 该研究实现了 镧系纳米晶 （NaGdF₄:X） 在 电致发光器件 中的应用研究突破，通过功能化配体设计克服材料绝缘性挑战，实现高效多色发光调控。 在这项最新研究中，研究团队展示了一种基于绝缘性镧系氟化物纳米晶 （4 nm；NaGdF₄:X；X = Tb³⁺、Eu³⁺或Nd³⁺） 的高效电致发光策略 ...