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稀土納米晶像大海中一座“絕緣小島”，唯有光能飛躍“天塹”，電卻無路可達。黑龍江大學許輝教授團隊與合作者在“小島”周圍架起無數有機“光電橋梁”，讓天塹變通途，使得“電激發絕緣體發光”的不可能變為可能。11月20日，相關成果以“捕獲電生激子實現可調諧的鑭系納米晶電致發光”為題，在線發表于國際頂級期刊《自然》，為光電材料領域開辟新方向。

鑭系摻雜納米晶因色純度高、穩定性好、色域可調被稱為“發光寶石”，但其天生絕緣的特性導致電荷無法注入，難以應用于平板顯示等光電領域，這一困境長期困擾全球科研界。傳統電荷強行注入思路屢遭失敗，許輝團隊聯合清華大學深圳國際研究生院、新加坡國立大學等機構研究人員另辟蹊徑，提出“巧建橋梁”的創新策略。

團隊借鑒光合作用原理，在稀土納米晶表面構建系列功能化有機配體作為“光電橋梁”。這些配體如同“葉綠素”，可高效捕獲電激發產生的能量并精準傳遞至納米晶，實現“電激發絕緣體發光”的突破。其中篩選的最佳分子CzPPOA，能量捕獲效率接近100%，傳遞效率高達96.7%，從機制上解決了絕緣材料電致發光的核心瓶頸。

該成果展現顯著性能優勢：制備的綠色電致發光器件外量子效率達5.9%，較未功能化納米晶器件提升76倍；無需改變器件結構，僅調整稀土離子摻雜種類，即可實現綠色、暖白色至近紅外光的連續精準調控。“這意味著，未來的顯示器件可能不需要為每一種顏色都重新設計復雜的結構，這為簡化工藝、降低成本打開了全新的想象空間。”許輝表示。

這項突破打破“絕緣體無法電致發光”的傳統認知，更構建了全新研究范式——通過復合技術整合不同材料優勢實現性能優化，為能源、生物、醫藥等領域提供科研新思路。

（受訪單位供圖）