11月20日，黑龍江大學許輝教授團隊與合作者打磨了十四年的研究成果以“捕獲電生激子實現(xiàn)可調諧的鑭系納米晶電致發(fā)光”為題，在線發(fā)表于國際頂級期刊Nature，這是黑龍江大學首篇Nature論文，也是黑龍江省化學學科首篇Nature論文。

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

　　稀土納米晶(鑭系摻雜納米晶)雖然是公認的“發(fā)光寶石”，色純度高、穩(wěn)定性好、寬色域可調，但它天生絕緣，這導致電荷無法注入。“絕緣”二字，斷絕了稀土納米晶與平板顯示、柔性電子、生物成像等光電領域的緣分，成為一道世界性的難題。

　　面對這道難題，傳統(tǒng)思路是“硬闖”——試圖將電荷強行注入納米晶內部，但這條路被證明走不通。許輝教授、韓春苗教授與韓三陽副教授、劉小鋼院士等組成的跨校團隊另辟蹊徑，借鑒自然界“光合作用”的智慧，在稀土納米晶表面架起了無數座精巧的“有機光電橋梁”——一系列精心設計的功能配體，最終實現(xiàn)了基于絕緣稀土納米晶的高效電致發(fā)光器件。

　　論文第一作者譚靜從師兄宋曉晴手中接過這個已開展三年的課題時，器件信號仍微弱難測。她迎難而上，歷經一個多月的反復調試，在無數次“調整-測試-失敗”的循環(huán)中積累經驗。面對審稿人提出的“電致與光致發(fā)光顏色存在差異”的質疑，團隊認真研究原因，通過周密精巧的實驗設計證明這一差異源于電致與光致不同的物理過程。團隊還進一步實現(xiàn)了納米晶的近紅外電致發(fā)光，在更大光譜范圍內驗證了這一策略的普適性與應用潛力。

　　基于該策略的電致發(fā)光器件性能實現(xiàn)數量級的飛躍。團隊制備的綠色電致發(fā)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(xiàn)從綠色、暖白色到近紅外光的連續(xù)、精準調控。

　　這項成果的意義，遠不止于“讓一類材料電致發(fā)光”。它打破了“絕緣體無法電致發(fā)光”的傳統(tǒng)認知，為整個光電材料家族開辟了新的方向。更重要的是，它展示了一種新的科學研究范式。“我們證明了，通過巧妙的復合技術，可以把不同類型材料的功能集成到一個系統(tǒng)里，取長補短，實現(xiàn)性能的最優(yōu)化。”許輝教授表示，“這種新的研究范式可以推廣到能源、生物、醫(yī)藥等多個領域。”

　　論文通訊作者為劉小鋼院士(新加坡國立大學)，許輝教授、韓春苗教授(黑龍江大學)，韓三陽副教授(清華大學深圳國際研究生院)。第一作者為譚靜(黑龍江大學2023級碩士生)，張鵬(清華大學深圳國際研究生院2024級博士生)，宋曉晴(黑龍江大學2019級碩士生)。其他作者為張靜教授、段春波副教授(黑龍江大學)，王鋒教授(香港城市大學)，張志龍教授(華南理工大學)。