稀土纳米晶，像大海中一座 “绝缘小岛”，唯有光能腾跃“通途”，激起她绚丽多彩的光辉，电却无路可达。黑龙江大学许辉教授团队与协作者在“小岛”周围架起很多有机“光电桥梁”，通途变通途，让“电激起绝缘体发光”的不或许变为或许。

  北京时刻2025年11月20日，这项被团队打磨了十四年的研讨效果，以“捕获电生激子完成可调谐的镧系纳米晶电致发光”为题，在线宣布于世界尖端期刊《Nature》。这是黑龙江大学首篇《Nature》论文，也是黑龙江省化学学科首篇《Nature》论文。

  时刻回溯到2011年。其时，在有机电致发光范畴已小有效果的许辉教授正在新加坡国立大学刘小钢院士指导下从事博士后研讨，方向是有机分子敏化稀土纳米晶。一次与同为博士后，现在香港城市大学任教的王锋教授闲谈后，萌生了一个斗胆的主意：“能不能让稀土纳米晶发生电致发光？”

  这个主意明显“想入非非”。由于稀土纳米晶（镧系掺杂纳米晶）虽然是公认的“发光宝石”，色纯度高、安稳性高、宽色域可调，但它天然生成绝缘。这导致电荷无法注入，就像一座美丽的海中小岛，可望不行及。“绝缘”二字，断绝了稀土纳米晶与平板显现、柔性电子、生物成像等光电范畴的缘分，成为一道世界性的难题。

  面临这道难题，传统思路是“硬闯”——企图将电荷强行注入纳米晶内部，但这条路被证明走不通。许辉教授、韩春苗教授与韩三阳副教授、刘小钢院士等组成的跨校团队，在长达十四年的协作中，逐步到达一种一致：电荷已然自己进不去，咱们能不能把电荷所带着的“能量”送进去？

  他们另辟蹊径，学习自然界“光协作用”的才智，在稀土纳米晶外表架起了很多座精巧的“有机光电桥梁”——一系列精心规划的功用配体。

  “咱们不再企图‘生吞’，而是挑选了‘运化’。”许辉教授比方道，“这些有机配体关于纳米晶就像‘叶绿素’关于‘植物’，植物（纳米晶）无法直接利用光（载流子），而是经过叶绿素（有机配体）的光协作用（半导体性质）先把光能（载流子）储存到养分的东西（能量）中，再供应植物（纳米晶）成长（发光）。”

  韩春苗教授弥补道：“咱们筛选出的最佳分子CzPPOA，捕获电激起发生能量的功率挨近100%，传递能量的功率相同高达96.7%，完成了能量的精准投递。”

  团队所提出的有机-无机杂化发光单元规划与能量传递机制示意图。研讨团队供图

  自许辉教授2013年回国，到韩春苗教授2018年再赴新加坡国立大学接续研讨，三支团队一直严密协作，不断深化对课题的了解。十四年间，他们投入很多时刻与精力，持续堆集、不断试错，战胜重重困难，终究完成了根据绝缘稀土纳米晶的高效电致发光器材。

  “开始，咱们做出来的器材，只能在暗室里能看到一丝无法用仪器丈量的微光。”回忆起开始的困难，许辉教授慨叹道。但这弱小的光，却成了团队坚持到底的信仰之火。

  十四年里，他们“死磕”每一个细节。为了找到最优异的“叶绿素”（有机配体），他们遴选了上百种分子，在一次次失利中堆集阅历，总结规则。为了组成出最完美的稀土纳米晶，他们在尺度、掺杂浓度上寻求极致，力求准确到原子等级的调控。在器材优化阶段，他们更是进行了不计其数次的试验，重复调整结构，寻觅最优组合。

  论文榜首作者谭静从师兄宋晓晴手中接过这个已展开三年的课题时，器材信号仍弱小难测。她知难而进，历经一个多月的重复调试，在很多次“调整-测验-失利”的循环中堆集阅历。直到那个下午，一束纯洁亮堂的绿光安稳亮起，一切疲乏瞬间散失。她深入体会到：“科研最宝贵的不是最闪亮的瞬间，而是阅历很多次失利后，仍然深信‘那束光’必定存在的勇气。”

  论文的评定进程相同是一场攻坚战。面临审稿人提出的“电致与光致发光色彩存在必定的差异”的质疑，团队仔细研讨原因，经过缜密精巧的试验规划证明这一差异源于电致与光致不同的物理进程。团队还进一步完成了纳米晶的近红外电致发光，在更大光谱范围内验证了这一战略的普适性与使用潜力。这一轮厚实的试验数据，为审稿人展现了一幅美丽的“全色域”稀土画卷。

  历经淬炼，终见矛头。根据该战略的电致发光器材功用完成数量级的腾跃。团队制备的绿色电致发光器材，其外量子功率到达5.9%，比未功用化的纳米晶器材提升了76倍。更令人惊叹的是，无需改动器材结构，仅经过调整纳米晶中掺杂的稀土离子，就能在同一器材上完成从绿色、暖白色到近红外光的接连、精准调控。

  “这意味着，未来的显现器材或许不需要为每一种色彩都从头规划杂乱的结构，这为简化工艺、削减相关本钱打开了全新的幻想空间。”许辉教授展望道。这项效果的含义，远不止于“让一类资料电致发光”。它打破了“绝缘体无法电致发光”的传统认知，为整个光电资料宗族拓荒了新的方向。更重要的是，它展现了一种新的科学研讨范式。“咱们证明了，经过奇妙的复合技能，能够把不一样资料的功用集成到一个体系里，扬长避短，完成功用的最优化。”许辉教授表明，“这种新的研讨范式能够推行到动力、生物、医药等多个范畴。”

  回忆十四年征途，从开始那一点微光，到现在《Nature》期刊的打破，支撑团队的是对科学的信仰与不懈的坚持。“今日咱们正真看到的光，不仅仅来自器材自身。”许辉教授动情地说，“更来自三支团队十四年来不离不弃的信赖与协作，来自每一位成员在失利面前的坚韧，来自咱们一直信任——即使看似‘绝缘’的资料，也终有一天能被坚持和尽力所‘电亮’。”

  现在，衔接“绝缘小岛”与光电世界的桥梁已然建成。团队将持续向着更亮、更高效、更安稳的方针进军，推进该技能在未来显现、生物医学成像、可穿戴设备等范畴的使用，将“科技之光”转化为推进社会经济开展的“工业之光”。

  通讯作者：刘小钢院士（新加坡国立大学），许辉教授、韩春苗教授（黑龙江大学），韩三阳副教授（清华大学深圳世界研讨生院）

  榜首作者：谭静（黑龙江大学2023级硕士生），张鹏（清华大学深圳世界研讨生院2024级博士生），宋晓晴（黑龙江大学2019级硕士生）

  其他作者：张静教授、段春波副教授（黑龙江大学），王锋教授（香港城市大学），张志龙教授（华南理工大学）。

  许辉教授领导的磷基光电功用资料团队长时间致力于磷基光功用资料研讨，从理论规划到功用优化，从使用探究到工业化转化，不断获得新打破。团队11人次当选国家及省级人才方案，包含国家杰出青年科学基金获得者、百千万人才工程国家级人选、国家级高层次青年人才等。团队承当50余项国家和省部级科研项目，包含国家自然科学基金严重研制方案要点项目、中心支撑当地高校开展人才教育训练方案等。宣布SCI论文300余篇，其间在Nature、Nature Photonics、Nature Communications、Science Advances、Journal of the American Chemical Society、Angewandte Chemie和Advanced Materials等化学资料学科顶尖期刊上宣布论文50篇。团队开发的蓝光主体资料DPEPO被全球2000余篇论文引证使用，成为世界公认的电致发光明星资料之一。

  许辉，博士，二级教授、博士生导师。本科及硕士结业于哈尔滨工业大学，博士结业于复旦大学，曾于新加坡国立大学、德国科隆大学从事博士后、洪堡资深学者研讨。获国家杰出青年科学基金赞助，当选教育部国家级青年人才、百千万人才工程国家级人选。长时间从事功用磷化学根底和使用研讨，在芳香膦氧主客体资料及其超低压驱动全色电致发光器材、双发射电致发光资料构筑及其高效器材等方向处于世界前沿。掌管国家自然科学基金严重研讨方案要点支撑项目、世界（区域）协作与沟通项目等30余项。在Nature、Nat. Photonics等期刊上宣布论文200余篇，授权我国发明专利50余项，以榜首完成人获黑龙江省科学技能一等奖、2021年我国光学十大发展提名奖等荣誉。