新型闪烁体材料让X射线检测更灵敏更安全

记者28日从西北工业大学、福州大学获悉,西北工业大学博士生导师、中国科学院院士黄维教授和新加坡国立大学刘小钢教授与福州大学杨黄浩教授联合带领下的科研团队,发现了一类全无机钙钛矿纳米晶闪烁体,其对X射线具有非常高效的彩色辐射发光显示,在超灵敏X射线检测和高分辨X射线成像技术领域可以获得应用,这一原创性成果日前在《自然》杂志上在线发表。

据介绍,X射线成像技术在医学诊断、国防工业、核技术和辐射安全检测等众多领域均有着重要的应用。闪烁体材料是X射线技术应用中的核心器件,它可将高能X光子转化为低能量的可见光,以实现X射线检测与成像。目前绝大多数的闪烁体材料在高温条件下煅烧合成,不仅价格昂贵,而且对X射线光子能量的转化效率有限,同时其辐射发光波长也不易调控。

科研人员在研究中发现,含有铯和铅重原子成分的钙钛矿纳米晶闪烁体具有较强的X射线吸收能力、高效的三重态发光特征、可调控的电子能级结构以及较快的辐射发光速率。基于该类无机材料的本征特性,利用较之传统方法更为简易廉价的纳米合成技术,该合作团队实现了对X射线光子的高效转化和发光颜色的精细调控,为多彩辐射发光显示技术和超灵敏X射线检测与成像技术发展提供坚实的基础。此外,该类钙钛矿纳米晶闪烁体的发现为制备大面积柔性闪烁体膜提供了可能性,可极大地提高X射线检测与成像灵敏度,降低X射线在医学诊断和X光机安全检查等方面的辐射使用剂量,使得基于X光的应用更加安全。(葛海峡 付怡 记者史俊斌 谢开飞 操秀英)

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