这款“不可能”的LED，或将彻底改变我们的生活

这项研究突破在于解决了长期以来一个关键难题：一类发光性能极佳的稀土掺杂纳米颗粒（LnNPs）虽能发出极其稳定、高纯度的光（尤其在第二近红外波段，可穿透深层生物组织），但它们本身是电绝缘体，无法直接通电驱动，因此一直不能用于LED等电子器件。剑桥大学卡文迪许实验室团队另辟蹊径，将一种名为9-蒽甲酸（9-ACA）的有机染料分子附着在纳米颗粒表面，使其充当‘分子天线’——电流先注入这些有机分子，使其进入激发态中的‘三重态’；以往三重态能量容易以热等形式白白浪费，但本研究通过一种特殊的‘三重态能量转移’机制，将超过98%的能量高效传递给纳米颗粒内部的稀土离子，从而激发出明亮、窄谱、高纯度的近红外光。由此制成的‘LnLEDs’仅需约5伏低压即可工作，光谱宽度极窄，远优于量子点等现有技术。其超高光纯度特别适合生物医学传感（如无创癌症早期检测、器官实时监测、精准光控药物激活）和光通信（减少信号干扰、提升数据传输容量与清晰度）。目前第一代器件外部量子效率已超0.6%，且研究者指出该原理具有高度通用性，未来可组合多种有机分子与绝缘纳米材料，定制开发面向新场景的光电器件。