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 【引言】

閃爍體可以將電離輻射轉(zhuǎn)化為可見光或者紫外光，是醫(yī)療，安防，商業(yè)診斷成像等領(lǐng)域不可或缺的一類材料， X射線成像、CT檢查乃至宇宙粒子探測(cè)等都需要用到閃爍體材料。傳統(tǒng)的閃爍體材料，諸如CsI(Tl) 晶體、鈰激活玻璃，通常是在高溫條件下合成的，既不環(huán)保，又大量消耗資源。此外，高溫合成的粉末態(tài)閃爍體極易團(tuán)聚，而單晶閃爍體又需要進(jìn)行精準(zhǔn)地切片或打磨加工，導(dǎo)致在實(shí)際應(yīng)用中與器件集成的困難。近年來新興的全無機(jī)鈣鈦礦納米晶為溶液法制備閃爍屏提供了可能。然而，通常的旋涂法制備的薄膜厚度有限，通常低于1微米，不利于X射線的沉積。因此，開發(fā)一種合成簡(jiǎn)單，環(huán)保低耗的制備方法以制備出高質(zhì)量的膠體閃爍體及厚度可控的閃爍屏具有重大的科學(xué)和實(shí)際應(yīng)用意義。

【成果簡(jiǎn)介】

有鑒于此，濟(jì)南大學(xué)前沿交叉科學(xué)研究院劉宏教授，張玉海教授課題組聯(lián)合沙特阿卜杜拉國(guó)王科技大學(xué)Mehammed F. Omar教授課題組采用一種室溫液相合成方法，成功合成出一種理想的閃爍體材料-----全無機(jī)鈣鈦礦CsPbBr3納米片，并通過自組裝技術(shù)生成均勻平整的大面積固態(tài)閃爍體薄膜，成功應(yīng)用于X射線高分辨成像。該成果發(fā)表在美國(guó)化學(xué)會(huì)旗下著名期刊《納米材料》（ACS Nano）上，張玉海教授為第一作者，該研究得到了濟(jì)南大學(xué)、阿卜杜拉國(guó)王科技大學(xué)（KAUST）、國(guó)家自然科學(xué)基金、泰山學(xué)者基金、美國(guó)國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)的支持。

該研究成功在室溫下大量合成CsPbBr₃納米片，50毫升體系產(chǎn)量可達(dá)克級(jí)，比較節(jié)省溶劑，減少了環(huán)境污染。不同于傳統(tǒng)的納米立方體，CsPbBr₃納米片的二維拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可以自組裝形成平整均勻的大面積固態(tài)薄膜，尺寸可達(dá)72平方厘米。納米片膠體在X光下顯示出明亮的綠光，通過脈沖高度譜測(cè)得光產(chǎn)額約21000ph/MeV，可以與商用的LuAG:Ce單晶媲美。由于超晶格對(duì)配體的保護(hù)作用，固態(tài)薄膜的X射線輻射發(fā)光強(qiáng)度仍然與其溶液狀態(tài)下相當(dāng)，且在X射線輻射下能保持長(zhǎng)期穩(wěn)定。為了測(cè)試閃爍體屏的成像效果，研究人員用普通單反相機(jī)和迷你X光機(jī)組成了簡(jiǎn)單的原型機(jī)，并使用CsPbBr₃固態(tài)薄膜進(jìn)行X射線成像，得到了非常清晰的圖像，分辨率達(dá)到210微米。得益于X射線的強(qiáng)穿透力，不論是有機(jī)材料覆蓋的手機(jī)線路板，還是無機(jī)硅覆蓋的CPU芯片，其內(nèi)部機(jī)構(gòu)都可以被清晰成像。這項(xiàng)工作提供了一種制作大面積低成本X射線閃爍屏的方法，并為液體閃爍屏的開發(fā)提供了可能性。

該論文作者為：Yuhai Zhang, Ruijia Sun, Xiangyu Ou,  Kaifang Fu, Qiushui Chen, Yuchong Ding, Liang-Jin Xu, Lingmei Liu, Yu Han, Anton V. Malko, Xiaogang Liu, Huanghao Yang, Osman M. Bakr, Hong Liu, and Omar F. Mohammed

【圖文導(dǎo)讀】

 TOC. CsPbBr₃納米片溶液及其固態(tài)閃爍體薄膜的X射線成像

Figure 1. CsPbBr₃納米片溶液及其固態(tài)閃爍體薄膜的電鏡表征及熒光性質(zhì)。

導(dǎo)師主頁(yè)網(wǎng)址：

劉  宏   http://iair.ujn.edu.cn/info/1158/1237.htm 

張玉海   http://iair.ujn.edu.cn/info/1158/1240.htm