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我國(guó)科學(xué)家在納米晶閃爍體研究方面取得重要突破
X射線成像技術(shù)在醫(yī)學(xué)診斷、國(guó)防工業(yè)、核技術(shù)和輻射安全檢測(cè)等眾多領(lǐng)域均有重要應(yīng)用。閃爍體材料是X射線技術(shù)應(yīng)用中的核心器件。然而，常規(guī)閃爍體材料在高溫條件下煅燒合成，不僅價(jià)格昂貴，而且對(duì)X射線光子能量的轉(zhuǎn)化效率有限，同時(shí)其輻射發(fā)光波長(zhǎng)也不易調(diào)控。因此，研究開發(fā)新型納米晶閃爍體有望克服X射線檢測(cè)與成像技術(shù)中的關(guān)鍵技術(shù)挑戰(zhàn)。
在納米研究國(guó)家重大科學(xué)研究計(jì)劃項(xiàng)目“鈣鈦礦型太陽電池的基礎(chǔ)研究”的支持下，西北工業(yè)大學(xué)黃維院士與新加坡國(guó)立大學(xué)劉小鋼教授、福州大學(xué)楊黃浩教授合作，制備了一類含有Cs和Pb的全無機(jī)鈣鈦礦納米晶閃爍體，對(duì)X射線具有非常高效的輻射發(fā)光響應(yīng)。與傳統(tǒng)無機(jī)閃爍體不同，這類鈣鈦礦納米晶閃爍體通過溶液制備，合成溫度較低，因此可以產(chǎn)生X射線誘導(dǎo)的激發(fā)，通過對(duì)合成前驅(qū)體中陰離子的改變可實(shí)現(xiàn)在可見光區(qū)的可調(diào)諧。研究人員利用此特性制造柔性和高靈敏的X射線探測(cè)器，探測(cè)極限最低可達(dá)13 nGy s-1，是傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)成像輻射劑量的1/400，大幅降低X射線在醫(yī)學(xué)診斷和X光機(jī)安全檢查等方面的輻射使用劑量，使得基于X射線的應(yīng)用更加安全。
該研究成果對(duì)X射線閃爍體材料的發(fā)展與應(yīng)用具有極為重要的科學(xué)意義，為實(shí)現(xiàn)閃爍體材料的性能調(diào)控提供了全新思路和途徑。這類鈣鈦礦納米晶閃爍體能夠促進(jìn)X射線檢測(cè)技術(shù)與成像原理在醫(yī)學(xué)成像、國(guó)防工業(yè)、安全檢查和高能物理研究等眾多傳統(tǒng)領(lǐng)域的進(jìn)一步發(fā)展，同時(shí)也在基于納米發(fā)光材料的新領(lǐng)域如光動(dòng)力療法具有廣闊的應(yīng)用前景。研究成果8月27日發(fā)表在《自然》雜志上。
