Mới đây, kết quả nghiên cứu mang tính đột phá do Đại học Hắc Long Giang, Đại học Thanh Hoa và Đại học Quốc gia Singapore cùng hoàn thành đã được công bố chính thức trên tạp chí Nature, khắc phục thành công bài toán khó của thế giới về khả năng phát quang điện hiệu quả của tinh thể nano đất hiếm cách điện. Nghiên cứu này cung cấp hỗ trợ kỹ thuật cốt lõi để hiện thực hóa quá trình chuyển đổi chiến lược tài nguyên đất hiếm của nước tôi từ "xuất khẩu nguyên liệu thô" sang "xuất khẩu công nghệ có giá trị gia tăng cao".
△Ảnh chụp màn hình bài viết trên trang web "Thiên nhiên"
Đất hiếm là tài nguyên chiến lược không thể thay thế và được gọi là "vitamin công nghiệp". Đất nước tôi có lợi thế về trữ lượng tài nguyên đất hiếm và luyện kim, nhưng vẫn phải đối mặt với những nút thắt công nghiệp về vật liệu và thiết bị chức năng cao cấp cuối cùng. Mặc dù các tinh thể nano pha tạp lanthanide có các đặc tính tuyệt vời làm vật liệu phát quang lý tưởng như độ tinh khiết màu cao và độ ổn định tốt, nhưng chúng không thể được thắp sáng trực tiếp bằng dòng điện do đặc tính "cách điện" vốn có của chúng và các ứng dụng quang điện tử có giá trị cao của chúng đã bị cản trở trong một thời gian dài.
Đối mặt với nút thắt hạn chế sự phát triển của vật liệu đất hiếm sang các ứng dụng cao cấp, nhóm nghiên cứu đã đi tiên phong trong chiến lược nâng cao độ nhạy cho chất bán dẫn hữu cơ, sử dụng các phối tử hữu cơ được chức năng hóa làm "cầu quang điện" để truyền năng lượng thành công tới các tinh thể nano đất hiếm cách điện một cách chính xác và hiệu quả, đạt được hiệu quả phát quang do dòng điện điều khiển.
△ Sơ đồ thiết kế bộ phận phát sáng lai hữu cơ-vô cơ và cơ chế truyền năng lượng (ảnh do nhóm nghiên cứu cung cấp)
Công nghệ này cho thấy tiềm năng ứng dụng lớn: tính hiệu quả số lượng thiết bị phát quang điện tăng lên 76 lần và có thể đạt được sự phát quang toàn phổ trong một thiết bị duy nhất thông qua việc kiểm soát ion đất hiếm. Điều này đánh dấu bước đột phá quan trọng của đất nước tôi trong lĩnh vực ứng dụng quang điện tử cao cấp của đất hiếm và cung cấp một hệ thống vật liệu mới để phát triển màn hình độ phân giải cực cao độc lập và có thể điều khiển, thông tin liên lạc cận hồng ngoại, y sinh và các công nghệ thông tin thế hệ mới khác.
Bước đột phá này đã mở ra thành công con đường kỹ thuật để biến các đặc tính của vật liệu đất hiếm thành các chức năng của thiết bị cao cấp, góp phần đáng kể vào việc nâng cao khả năng đổi mới độc lập của chuỗi công nghiệp đất hiếm của nước tôi và giá trị gia tăng của các sản phẩm cuối cùng.
(Phóng viên trụ sở Wei Wenwen)
