Core Insights - A significant breakthrough in the field of rare earth nanocrystals has been achieved by a research team from Tsinghua University, allowing these materials to be effectively energized by electric current, which opens the door for their industrial application in optoelectronic technologies [1][3]. Group 1: Breakthrough in Rare Earth Materials - The research addresses a long-standing issue where rare earth nanocrystals, known for their potential in light-emitting applications, were unable to conduct electricity, limiting their use in various high-tech fields [3]. - The team developed an organic-inorganic hybrid interface layer that enables efficient energy transfer from electric current to rare earth ions, achieving high-purity and tunable electroluminescence [3]. Group 2: Strategic Value and Global Attention - The breakthrough has garnered significant attention from the international academic and industrial communities, particularly in the West, as it directly impacts the core of the global high-tech industry [5]. - This advancement enhances the strategic value of China's rare earth resources, transitioning from exporting raw materials to leveraging advanced technology, thus increasing economic and security advantages [5]. Group 3: Implications for Innovation and Technology Leadership - The research exemplifies the importance of mastering key core technologies domestically, showcasing a new path for innovation that diverges from traditional Western methodologies [7]. - It signals a shift in China's technological landscape, with potential applications in flexible displays, biosensing, and agricultural lighting, indicating a move from following to leading in certain technological domains [7].

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 ...

Core Insights - Cambridge University's Cavendish Laboratory has developed a new technology utilizing "molecular antennas" to power insulating nanoparticles, achieving electroluminescence for the first time and creating ultra-pure near-infrared light-emitting diodes (LEDs) [1][2] - The research focuses on lanthanide-doped nanoparticles, which emit highly pure and stable light, particularly in the second near-infrared wavelength range, offering significant application potential [1] - The breakthrough involves grafting 9-anthracene carboxylic acid organic molecules onto the nanoparticle surface, allowing for energy transfer to the lanthanide ions with over 98% efficiency, enabling the creation of "LnLEDs" that can be powered at approximately 5 volts [1] Application Potential - The LnLEDs can provide highly pure and precise light, advantageous for biomedical imaging and optical communication, with potential applications in deep tissue imaging, cancer detection, and real-time organ function monitoring [2] - The ultra-narrow spectral linewidth of the emitted light is expected to facilitate faster and clearer data transmission in optical communication, reducing signal interference [2] - These nanoparticles may also be utilized in developing highly sensitive chemical or biological marker detection devices [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 ...

稀土纳米晶具有巨大发光潜力，但绝缘特性阻碍了其在电致发光器件中的研究和应用。记者从清华大学 获悉：清华大学深圳国际研究生院韩三阳副教授团队与黑龙江大学许辉、韩春苗教授团队以及新加坡国 立大学刘小钢教授团队合作，为稀土纳米晶设计了一件独特的"能量转换外衣"，能够将能量高效传递给 稀土纳米晶的有机分子界面，为解决电致发光器件中的研究和应用难题带来新的突破口。 针对这一难题，研究者创新性地通过表面修饰在稀土纳米晶表面设计了一系列功能配体，为稀土纳米晶 穿上"能量转换外衣"，采用精确调控能级结构，借助配体工程将电产生的激子的能量高效分配给稀土离 子发光体，解决了电致发光中激子产生、输运和注入的关键难题，实现了高色纯度、光谱可调的高效电 致发光。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。 相关研究成果于北京时间11月20日凌晨以"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《自然》期刊。 "这项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，未来还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。"韩三阳说。 韩三阳介绍，电致发光能够将电能直接转换 ...

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 ...