实验室内，一种新型材料正发出绚丽光芒，曾经无法被电流直接点亮的稀土纳米晶，因中国科学家的一项突破成功"通电"。
近日，黑龙江大学、清华大学与新加坡国立大学的科研团队联合攻破了绝缘性稀土纳米晶高效电致发光这一世界难题，研究成果已于11月20日发表在《自然》期刊。
这项研究开创性地提出 "有机半导体敏化策略" ，通过给稀土纳米晶穿上一件特殊的 "能量转换外衣" ，成功将电致发光器件效率提升76倍。
该技术为实现我国稀土资源从"原料出口"向"高附加值技术输出"的战略转型提供了关键核心技术支撑。
稀土，被誉为"工业维生素"，在人工智能、新能源、国防等重点领域不可或缺。
我国在稀土资源储量和冶炼上具有优势，但在终端高端功能材料与器件方面仍面临产业瓶颈。
镧系掺杂纳米晶作为稀土家族的一员，具有发光颜色可调、发光谱线窄、稳定性高的优异特性，被视为理想发光材料的"潜力股"。
然而，这类材料固有的 "绝缘"特性使其无法被电流直接点亮，高价值光电应用长期受阻。
"这就像人在'穿着棉袄跑步'。"清华大学副教授韩三阳解释道，"稀土材料的绝缘特性，使电流难以注入和传输其中。"
这一"电流驱动"的根本瓶颈，严重阻碍了稀土材料在现代光电技术中的应用。
面对这个世界性难题，研究团队另辟蹊径，开创性地提出了 "有机半导体敏化策略"。
团队设计了一种功能化有机配体，作为连接外部电源与稀土纳米晶的 "光电桥梁" ，成功将能量精准高效地传递给绝缘的稀土纳米晶。
研究团队采用有机-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。
从而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。"韩三阳表示。
这项研究的应用潜力令人振奋。
实验结果显示，电致发光器件效率提升高达76倍，并可在单一器件中通过稀土离子调控实现全光谱发光。
这意味着，未来在超高清显示领域，我们可能看到更鲜艳、更逼真的色彩表现，且无需大幅改动器件结构。
此项技术为发展自主可控的超高清显示、近红外通信、生物医疗等新一代信息技术提供了全新材料体系。
何况，这项突破还将推动稀土发光在柔性显示、近红外器件等领域的应用。
未来还有望进一步拓展至人体健康监测、无创检测以及农作物补光技术等多元化场景中。
这项突破并非一蹴而就。
韩三阳在攻读博士期间，就已与稀土研究结下不解之缘。14年前，他和合作者敏锐地察觉到：有机-无机杂化体系可能是打破僵局的关键。
然则探索之路充满坎坷。纳米晶表面配体不稳定、分子耦合效率低，一个个技术难题如同科研路上的险峰，需要逐一翻越。
2020年，韩三阳和团队在《Nature》发表了相关研究成果，发现了稀土材料在电致发光的重要潜力。
而今年的《自然》成果，则成功将这一机制应用于电致发光领域，构建了从光驱动到电驱动的完整技术链条。
论文评审过程中，团队也曾受到质疑。他们补充了一系列光谱学测试分析，厘清了镧系纳米晶和有机分子之间的超快能量转移过程。
"真正有价值的创新往往需要长期积累。攀登科技高峰不仅需要智慧，更需要坚持的勇气。"韩三阳深切体会到。
随着这项技术在显示器、近红外通信和生物医疗等领域开花结果，中国的稀土产业将不再只是出售原料，而是在全球高科技产业链中占据更为核心的位置。
此次电致发光技术的突破，成功打通了将稀土材料特性转化为高端器件功能的技术路径。
从成功让绝缘稀土材料"通电"发光，中国科学家正从资源优势向技术优势稳步迈进。