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破解稀土材料絕緣特性 中國科研團隊創發光新技術

記者 陳相如 / 責任編輯 新聞組 報導
發佈時間:2025/12/02 16:25
最後更新時間:2025/12/02 17:51
11月20日《自然》雜誌發佈中國科研團隊突破性研究。北京清華大學韓三陽帶領的團隊,與黑龍江大學以及新加坡國立大學合作,成功讓稀土納米晶通電發光。(圖/央視)
11月20日《自然》雜誌發佈中國科研團隊突破性研究。北京清華大學韓三陽帶領的團隊,與黑龍江大學以及新加坡國立大學合作,成功讓稀土納米晶通電發光。(圖/央視)

◆稀土也能被「通上電」?

在你我身邊,手機、電動車、顯示器、風電機組等科技設備都離不開一個關鍵原料──稀土。這個元素,能發出色純度極高的光,卻又因本身是「絕緣體」而無法被電流直接點亮,長期困住全球科研界。

近期,兩則與稀土高度相關的重大突破同時成為科技圈焦點:一是中國稀土大廠通過旗下境外子公司盛和資源(新加坡)有限公司,以約新台幣40.6億元的價格,拿下澳洲上市公司Peak Rare Earths(匹克公司)的股權。 

 

另一則,是稀土材料在電致發光技術上的重大突破。

長久以來,稀土材料雖擁有亮度高、光色純的特點,但因為它們是絕緣體,電流無法在其中自由移動,無法像半導體那樣被直接「電亮」。

 
大陸研究員形容,它就像擁有極強肌肉的舞者,卻被關在鐵籠裡,沒舞台可發揮。

北京清華大學深圳國際研究生院的韓三陽副教授指出:「稀土材料的絕緣特性,使電流難以注入和傳輸,因此無法像 OLED 那樣直接被電流驅動發光。」這個問題,被全球科研界卡了數十年。
中國科學家新進展:稀土竟能被通電發光。(圖/央視)

◆北京清華團隊為稀土披上「能量外衣」

北京清華大學、黑龍江大學與新加坡國立大學科研團隊合作,找到突破口——為稀土納米晶外層穿上一層特製「能量轉換外衣」。

這是一種有機-無機雜化界面材料,能捕捉電流產生的激子,高效率把能量轉移給稀土離子,讓稀土首次在電致發光裝置中被直接「點亮」。

相關研究以〈Electro-generated excitons for tunable lanthanide electroluminescence〉為題,刊登在《自然》(Nature)期刊。

 

韓三陽說明:「這項技術的關鍵,是成功解決激子產生、輸運、注入稀土材料的核心難題。我們等於是替稀土打通任督二脈。」

更驚喜的是,這項技術不需要大幅調整既有裝置結構,只要改變稀土離子種類,即可實現多色發光。


中國科學家新進展:稀土竟能被通電發光。(圖/央視)

◆ 顯示器、軍工到醫療,稀土應用更「亮」了

論及實際應用,業界普遍看好它在下一代光電技術上的潛力,包括:柔性顯示器、近紅外感測(如夜視、醫療成像)、健康監測、農作物補光技術。

光電產業顧問表示:「稀土發光本來就有亮度穩定、光譜純的優勢,一旦能由電流驅動,會讓很多原本需要複雜發光材料的裝置迎來更高效率、更長壽命的選擇。」

這次研究成果,則被視為從光激發邁向電激發的關鍵跨越,完整串起稀土從基礎科學到應用技術的「最後一哩路」。

中國科學家新進展:稀土竟能被通電發光。(圖/央視)

◆ 盛和資源拿下Ngualla超級稀土礦

2025 年 9 月,盛和資源完成收購澳洲上市公司匹克公司,外界關注焦點不只在於交易金額,更在於匹克公司最重要的資產──位於坦桑尼亞南部的 Ngualla 稀土礦。

 

Ngualla 礦儲量達 2140 萬噸,含 100 萬噸稀土氧化物,平均品位達 4.8%,屬全球頂尖等級,而且可露天開採、放射性低、施工成本相對友善。國際稀土智庫 Adamas Intelligence 就曾評價,Ngualla 是「全球尚未開採項目中最具開發優勢的標的」。

業內人士指出,盛和資源過去雖然在稀土分離與下游磁材領域具備實力,但上游原料自給率不到 40%,是發展瓶頸。此次收購,若 Ngualla 2028 年按計畫投產,可望帶來 每年 3.2 萬噸稀土氧化物的供應,有望將公司整體自給率提高至 65%以上。

一位金屬材料分析師表示:「盛和資源等於是在全球重稀土版圖上補上一塊關鍵拼圖,這筆投資不但提升供應鏈安全,也加強了企業在國際市場的抗風險能力。」

中國科學家新進展:稀土竟能被通電發光。(圖/央視)

◆ 全球稀土競爭加劇 

從上述兩件事情上來看,稀土正在從「材料基建」走向「科技核心」,其戰略價值只會越來越高。

未來,當稀土能被電流高效率驅動,它不只會出現在螢幕、感測器、醫療裝置中,也可能改寫光電產業的競爭格局。稀土,正變得比以往更加「耀眼」。
 



#科技設備#電致發光#能量轉換外衣#稀土#作者頁精選

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