黑龙江大学首次发表Nature论文

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，该纳米晶表面包覆了一系列功能化的2-（二苯基磷酰基）苯甲酸（ArPPOA）。这些配体具有供体-氧化膦受体杂化结构，通过羧基和 P=O 配位点与纳米晶结合，并通过调控配体内电荷转移特性有效敏化镧系纳米晶的发光。

氧化膦-镧系氟化物纳米晶发光体的系统设计

超快光谱研究表明，ArPPOA 与镧系纳米晶之间的强耦合促进了系间窜越（ISC；<1纳秒）及三线态能量向纳米晶的高效转移（效率高达96.7%）。通过精确控制纳米晶中掺杂元素的组成和浓度，该研究实现了不依赖器件结构改变的全色域多色电致发光，其中 Tb³⁺ 体系的外量子效率超过 5.9%。

总的来说，该配体功能化纳米晶平台为绝缘纳米晶体系的激子调控提供了一种模块化策略，为开发光谱精确的电致发光材料开辟了新路径。

论文链接：

https://www.nature.com/articles/s41586-025-09717-1