自1895年X射线被德国物理学家伦琴发现以来,X射线技术在国防、医学、安检、材料分析等领域均有广泛而重要的应用。闪烁体是一类吸收高能粒子或射线后能够发射可见光的材料。然而,传统闪烁体材料仍存在发光调控难和需要高温煅烧合成等问题。鉴于此,杨黄浩教授与新加坡国立大学刘小钢教授、西北工业大学黄维院士合作,共同发现了全无机钙钛矿(CsPbX3, X=Cl、Br、Pb)纳米晶体闪烁体发光的新机制,并证实了其在低剂量X射线检测与成像分析中具有重要的应用价值。
该研究表明,全无机钙钛矿由于其含有重金属Pb而具有极高的X射线吸收能力,因此是一类高效的闪烁体材料。全无机钙钛矿纳米晶体通过低温热注入法合成,其带隙可根据不同成分的卤族元素Cl、Br、I调节而在紫外可见光区内获得精细调控的发光。作为高灵敏的X射线探测器,其检测限达到13 nGy/s(是医学成像辐射剂量的1/400)。可直接采用普通数码相机实现X射线成像,成为一种便捷、低廉的X射线成像新技术。成功地制备了第一代钙钛矿纳米晶闪烁体的平板X射线探测器,实现了低剂量和高分辨的X射线成像分析。与传统方法相比,该研究率先实现了低温溶液法涂层法制备闪烁体薄膜,成为X射线成像装置的制备工艺的重大突破。
该研究成果“All-inorganic perovskite nanocrystal scintillators”于2018年7月27日正式发表在世界顶级期刊《Nature》上。这是福州大学首次在该期刊发表论文,实现了福州大学在该世界顶级杂志发表科研成果零的突破。该论文是福州大学双一流建设的重要成果,标志着福州大学的国际影响力的进一步提升。
论文链接:https://www.nature.com/articles/s41586-018-0451-1