（記者王欣欣 哈爾濱報道）11月20日，黑龍江大學許輝教授團隊與合作者,攻堅十四年的研究成果「捕獲電生激子實現可調諧的鑭系納米晶電致發光」在線發表於國際頂級期刊《Nature》。這不僅是黑龍江大學首篇《Nature》論文，更是黑龍江省化學學科的歷史性突破。
早在2011年，在有機電致發光領域已小有成績的許輝教授正在新加坡國立大學劉小鋼院士指導下從事博士後研究，方向是有機分子敏化稀土納米晶。一次與同為博士後，現在香港城市大學任教的王鋒教授閑聊後，萌生了一個大膽的念頭：「能不能讓稀土納米晶產生電致發光？」
這個想法顯然「異想天開」。因為稀土納米晶（鑭系摻雜納米晶）雖然是公認的「發光寶石」，色純度高、穩定性好、寬色域可調，但它天生絕緣。這導致電荷無法注入，就像一座美麗的海中小島，可望不可及。
「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。
面對傳統「硬闖」電荷注入的思路困境，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，在長達十四年的合作中，逐漸達成一種共識：電荷既然自己進不去，我們能不能把電荷所攜帶的「能量」送進去？他們借鑒自然界光合作用的智慧，提出「巧建橋樑」的創新方案——在稀土納米晶表面修飾精心設計的功能配體，構建起無數座有機「光電橋樑」。「這些有機配體對於納米晶就像『葉綠素』對於『植物』，植物（納米晶）無法直接利用光（載流子），而是通過葉綠素（有機配體）的光合作用（半導體性質）先把光能（載流子）儲存到營養物質（能量）中，再供給植物（納米晶）生長（發光）。」許輝教授形象比喻道。團隊篩選出的最佳分子CzPPOA，能量捕獲效率接近100%，傳遞效率高達96.7%，成功實現能量的精準遞送，讓「天塹變通途」。
從2011年最初的設想，到2025年的成果綻放，這場科研攻堅跨越十四年，三支跨校團隊始終緊密協作，投入大量時間與精力，持續積累、不斷試錯，克服重重困難，最終實現了基於絕緣稀土納米晶的高效電致發光器件。團隊製備的綠色電致發光器件，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從綠色、暖白色到近紅外光的連續、精準調控。「這意味着，未來的顯示器件可能不需要為每一種顏色都重新設計複雜的結構，這為簡化工藝、降低成本打開了全新的想像空間。」許輝教授展望道。
這項成果的意義，遠不止於「讓一類材料電致發光」。它打破了「絕緣體無法電致發光」的傳統認知，構建起有機-無機複合的新型研究範式。「我們證明了，通過巧妙的複合技術，可以把不同類型材料的功能集成到一個系統裏，取長補短，實現性能的最優化。」許輝教授表示，「這種新的研究範式可以推廣到能源、生物、醫藥等多個領域。」
如今，連接「絕緣小島」與光電世界的橋樑已然建成。許輝團隊表示，將繼續向更亮、更高效、更穩定的目標邁進，推動技術在未來顯示、生物醫學成像、可穿戴設備等領域落地轉化，讓這份堅持十四年的「科技之光」，真正成為賦能經濟社會發展的「產業之光」。
