從“異想天開”到全球突破 黑大團隊十四年攻堅讓稀土納米晶“通電發光”登《Nature》
中新網哈爾濱11月20日電 (記者 史軼夫)11月20日，黑龍江大學許輝教授團隊與合作者的研究成果“捕獲電生激子實現可調諧的鑭系納米晶電致發光”在線發表于國際頂級期刊《Nature》。這不僅是黑龍江大學首篇《Nature》論文，更是黑龍江省化學學科的歷史性突破。
從左到右依次為第一作者譚靜，通訊作者許輝教授和韓春苗教授 黑大供圖故事始于2011年新加坡國立大學的一次閑聊。彼時從事有機分子敏化稀土納米晶研究的許輝教授，與合作者王鋒教授萌生了一個看似“異想天開”的念頭：讓天生絕緣的稀土納米晶實現電致發光。作為公認的“發光寶石”，鑭系摻雜納米晶色純度高、穩定性強，但“絕緣”特性如同難以逾越的“天塹”，讓電荷無法注入，長期以來與光電應用領域無緣，成為困擾全球科研界的世界性難題。
面對傳統“硬闖”電荷注入的思路困境，許輝教授團隊另辟蹊徑。他們借鑒自然界光合作用的智慧，提出“巧建橋梁”的創新方案――在稀土納米晶表面修飾精心設計的功能配體，構建起無數座有機“光電橋梁”。“這些配體就像‘葉綠素’，能捕獲電激發產生的能量并高效傳遞給納米晶。”許輝教授形象比喻道。團隊篩選出的最佳分子CzPPOA，能量捕獲效率接近100%，傳遞效率高達96.7%，成功實現能量的精準遞送，讓“天塹變通途”。
許輝教授指導團隊開展光電性能測試 黑大供圖從2011年最初的設想，到2025年的成果綻放，這場科研攻堅跨越十四年，三支跨校團隊始終緊密協作。團隊制備的綠色電致發光器件，其外量子效率達到5.9%，比未功能化的納米晶器件提升了76倍。
更令人驚嘆的是，無需改變器件結構，僅通過調整納米晶中摻雜的稀土離子，就能在同一器件上實現從綠色、暖白色到近紅外光的連續、精準調控。更重要的是，它打破了“絕緣體無法電致發光”的傳統認知，構建起有機-無機復合的新型研究范式，為能源、生物、醫藥等多領域提供了跨界創新思路。
許輝教授指導譚靜制備電致發光器件 黑大供圖如今，連接“絕緣小島”與光電世界的橋梁已然建成。許輝團隊表示，將繼續向更亮、更高效、更穩定的目標邁進，推動技術在未來顯示、生物醫學成像、可穿戴設備等領域落地轉化，讓這份堅持十四年的“科技之光”，真正成為賦能經濟社會發展的“產業之光”。(完)
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