世界級突破！中國稀土發光效率暴增76倍，或將顛覆全球兆新材料市場！

中國國產稀土產業又迎來世界級突破！

根據《科技日報》11月21日消息，深圳國際研究生院韓三陽副教授團隊聯合黑龍江大學、新加坡國立大學科研力量，為稀土奈米晶設計了一件獨特的「能量轉換外衣」，可高效傳遞能量，為其在現代光電技術中的產業化應用掃清了關鍵障礙。相關成果以「捕捉電生激子實現可調諧的稀土奈米晶電致發光」為題，線上發表於國際期刊《自然》。

這項能讓絕緣的稀土材料高效發光的新技術，非常巧妙。不僅成功突破絕緣性稀土材料無法被電流驅動的世界難題；同時首創有機半導體敏化策略，使電致發光裝置效率提升76倍，並實現全光譜發光，為超高畫質顯示、近紅外線通訊等領域提供全新材料體系。

此項技術的核心突破點在於解決了－稀土奈米晶因絕緣特性導致無法被電流直接驅動的問題，這是稀土產業化應用中的關鍵瓶頸。具體技術突破點如下：

關於此項技術的幾個關鍵節點，簡單說明一下。

首先是，「激子」與「能量外衣」。你可以把電生出的「激子」想像成一群精力旺盛但四處亂竄的信差—能量包。而那件獨特的 「能量轉換外套」 —有機半導體配體，就像一位高效可靠的快遞站長。他不僅能迅速捕捉激子，還能在小於1奈秒的極短時間內，以接近100%的精準率，把能量精準地派送給每一個——稀土離子。這樣就完美避開了材料本身不導電的難題。

其次是，“外量子效率5.9%” 。這個參數可以通俗地理解為電能的「光效」轉換率。就好比你的手機充電器，插在插座上的電並不是100%都充進了手機電池，會有損耗。這個5.9%就意味著，輸入的電能中有5.9%被成功地轉換成了我們所能看到的光，其餘部分以熱等形式損耗了。雖然這個數字看起來不高，但相較於先前提升了76倍，是一個巨大的飛躍，為這項技術的實際應用奠定了堅實基礎。

第三是，“全光譜發光”與“色純度” 。稀土離子（如Tb³⁺發綠光，Eu³⁺發紅光）就像一群身懷絕技的純色光演員，每種離子發出的光顏色都非常純正、單一（譜線窄）。這意味著顯示色彩會更鮮豔、更接近自然真實。透過調整離子種類和濃度，就可在單一裝置上釋放不同的色彩，從可見光到近紅外光，靈活度極高。

當然，大家最關心還是技術的產業化狀況。這項技術的突破，對中國稀土產業而言，是從「量」到「質」的關鍵跨越。

眾所周知，中國不僅是稀土資源大國，也是提煉技術的強國。但在過去，更多是以出口原料或初級加工品為主，猶如出口「麵粉」。這項突破使得我們能夠將稀土製成高附加價值的——高端發光功能材料與核心裝置。這直接助力中國稀土資源從「原料出口」轉向「高附加價值技術輸出」的策略轉型。

其次，由於成功實現了高效且靈活的直流電驅動發光，這項技術為一系列前沿領域提供了全新的材料選擇；尤其是在超高畫質顯示、近紅外線通訊與生物醫療和智慧農業與柔性裝置等領域。

這項技術的產業化並非一片坦途，主要面臨三大挑戰。其一，工藝放大方面，實驗室裡精密的「架橋」工藝，在工廠大規模生產時，要確保每座「橋」都完美無缺，是巨大的工程挑戰。其次，在成本控制上，稀土材料本身和複雜的奈米合成過程可能導致成本較高。產業化必須找到降低成本的方法，才能與成熟的OLED和量子點技術競爭。最後，在性能長效性方面，裝置能否在長時間工作下保持高亮度和色彩不衰減，是決定產品壽命的關鍵，需要透過材料最佳化來解決。

雖然挑戰巨大，但當前國內對稀土高端應用的重視和產業投入，為這項技術的轉化提供了難得的機會；尤其是國內已在積極佈局稀土光功能材料的產業化。例如，內蒙古包頭的稀土光功能材料量產化工程已進入產線安裝階段。這顯示相關的材料製備、元件封裝等產業鏈環節正在國內逐步建立與完善。

綜合來看，這項技術它不只是實驗室裡的一項成果，更可能改變稀土產業的未來。對於超高畫質顯示、近紅外線通訊等特定領域，預計在5-8年內能看到基於這項技術的初級產品；而要在電子消費產業大規模應用，則需要8-10年。 （飆叔科技洞察）