鈣钛礦的x射線熒光光譜?閃爍體材料能夠将高能射線（X射線等）轉化為易于探測的光電信号，有利于實現高能射線在空間探測，醫療成像，無損探傷，高能物理以及核安全等領域的應用，是重要的被卡脖子的戰略核心技術研究認為目前傳統閃爍體的性能達到極限，而現階段對X射線成像和檢測技術的要求則越來越高因此，探索和研究新的閃爍體已經成為一個迫在眉睫的問題近期諸多目光聚焦于新型鈣钛礦型閃爍體材料，其獨特量子尺寸效應帶來的優異光學特性具備作為閃爍體材料的前景然而量子尺寸，表面積的增加将引起諸多缺陷，由此導緻的光學性能和穩定性同時減小是鈣钛礦閃爍體材料設計的主要矛盾，今天小編就來聊一聊關于鈣钛礦的x射線熒光光譜?接下來我們就一起去研究一下吧!

鈣钛礦的x射線熒光光譜

閃爍體材料能夠将高能射線（X射線等）轉化為易于探測的光電信号，有利于實現高能射線在空間探測，醫療成像，無損探傷，高能物理以及核安全等領域的應用，是重要的被卡脖子的戰略核心技術。研究認為目前傳統閃爍體的性能達到極限，而現階段對X射線成像和檢測技術的要求則越來越高。因此，探索和研究新的閃爍體已經成為一個迫在眉睫的問題。近期諸多目光聚焦于新型鈣钛礦型閃爍體材料，其獨特量子尺寸效應帶來的優異光學特性具備作為閃爍體材料的前景。然而量子尺寸，表面積的增加将引起諸多缺陷，由此導緻的光學性能和穩定性同時減小是鈣钛礦閃爍體材料設計的主要矛盾。

2、文章概述：

昆明理工大學徐旭輝、餘雪、邱建備教授在無機透明介質中原位析出鈣钛礦（CsPbBr3：Lu3 ）作為閃爍體實現了高性能成像性能。首先無機透明介質以及Lu元素的摻雜可以有效地隔絕環境的損傷并帶來優異的輻照穩定。然而在實驗中發現随着時間延長，輻照損傷不可避免。因而作者利用高粘度的透明無機介質有效的抑制輻照損傷産生的元素遷移，使得利用簡單的的熱處理的方式可使其性能恢複至初始狀态，最終超越商業閃爍體實現高劑量下16.8 lp/mm高分辨的長時間成像。這一發現具備有效地普适性拓寬了閃爍體的研究和應用，為其長期經濟有效的應用打開了新的篇章。

3、圖文導讀：

示意圖1：嵌入高粘度玻璃中CsPbBr3: Lu3 NCs初始、輻照損傷以及熱修複的示意圖。圖片來源：Adv. Mater.

圖1研制了玻璃中快速高效鈣钛礦閃爍體。(a) 鈣钛礦玻璃閃爍體示意圖。(b) X射線探測在空間探索、診斷成像和軍事探傷方面的潛在應用。CsPbBr3: Lu3 ，CsI: Tl和BGO的 (c)RL光譜，(d)衰減效率對應的X射線光子能量的函數，(e)在不同劑量下輻照5小時後記錄的歸一化的RL強度，(f) 8 mGyair s-1劑量下長時間輻照RL強度。(g) 輻照損傷修複過程示意圖。(下面是8 mGyair s1在1 ~ 120 h的X射線照射下和熱恢複後的圖像，及其對應的日光和紫外線照射下的圖像)。圖片來源：Adv. Mater.

圖2 損傷的CsPbBr3: Lu3 NCs 的熱處理恢複研究。(a)受損和修複CsPbBr3: Lu3 NCs 的PL 和RL 光譜(分别在紫外激發和X射線照射下)，(b) 吸收光譜，(c) 熒光壽命，(d) XRD 譜圖，以及高分辨率的Pb 4f (e)和Cs 3d (f) XPS，(g) TEM 圖像。(h) 原位TEM和相應的快速傅裡葉變換(IFFT)圖像。圖片來源：Adv. Mater.

圖3 X射線成像演示。（a）設計的間接X射線成像系統示意圖。（b）RL強度與劑量率的關系。（c）分别在日光和X射線照射下記錄的手機晶體管面闆和魚的照片(劑量率: 400 μGyair s−1,，電壓:40 kV)。（d）CsPbBr3: Lu3 NCs 閃爍體的标準X射線分辨率線對卡圖像和X射線圖像，以及不同膜厚（e）和輻射劑量率（f）對應的MTF曲線。實時動态X射線圖像記錄了細針插入肉片（g）和膠囊中彈簧拉伸（h）的過程(劑量率: 400 μGyair s−1，電壓:40 kV)。圖中所有比例尺均為5mm。圖片來源：Adv. Mater.

圖4 損傷及修複鈣钛礦閃爍體在長期X射線成像中的應用。（a）CsPbBr3: Lu3 NCs閃爍體和目标芯片的照片。（b）損傷修複過程閃爍體X射線成像的圖片(黑色的損害來自一個定制掩膜版具與規則的大小不同的孔)，（c）及對應的芯片X射線成像演示照片。（d-f）相應的MTF （劑量率:8 mGyair s-1，電壓:40 kV）圖片來源：Adv. Mater.

4、結論：

本研究實現了CsPbBr3: Lu3 NCs作為顯著閃爍體嵌入到透明非晶網絡結構中。Lu3 的加入促進了CsPbBr3 NCs的結晶，使析出的鈣钛礦NCs均勻地分布在非晶态基體中。在此，實現了16.8 lp/mm的高分辨率X射線成像，具有非常快的響應(衰減時間，τ = 27 ns)和記錄的低可探測劑量(50 nGy/S)。更重要的是，由于高黏度的透明非晶網絡結構将損傷的鈣钛礦納米晶局限在局部環境中，熱處理使高劑量率輻照損傷的鈣钛礦納米管破壞後的X射線成像得到了很好的恢複。這一發現拓寬了閃爍體的研究和應用，并為其長期的低成本應用開辟了新的篇章。

WILEY

論文信息：Reproducible X-ray Imaging with Perovskite Nanocrystal Scintillator Embedded in a Transparent Amorphous Network StructureHao Zhang#, Ze Yang#, Min Zhou, Lei Zhao, Tingming Jiang, Huiying Yang, Xue Yu*, Jianbei Qiu*, Yang (Michael) Yang, Xuhui Xu*Advanced MaterialsDOI: 10.1002/adma.202102529

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