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[材料科学] 系友陈秋水、吴静《自然》发文

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yexuqing 发表于 2018-9-9 20:22:33 | 显示全部楼层 |阅读模式 打印 上一主题 下一主题
 
系友陈秋水、吴静《自然》发文

X射线检测与成像技术在医疗健康、国防工业、安检、核安全、天文探索等领域中均有广泛而重要的应用。闪烁体是一类可将高能量X光子转为可见光的材料,是当前X射线探测与成像的关键核心技术。闪烁体材料自1895年发现X射线以来便得到了大量的研究,直至今日该材料仍然存在发光调控难和需高温煅烧合成的问题,使得制备大面积、高灵敏和柔性基底的X射线探测器较为困难且成本高昂,为当前亟待解决的科学与技术挑战。

有鉴于此,新加坡国立大学化学系博士后陈秋水和他的导师Liu Xiaogang教授通过与黄维院士、杨黄浩教授等人合作,在最新一期《自然》(nature)杂志上发表了“All-inorganic perovskite nanocrystal scintillators”的研究成果,报道发现了全无机钙钛矿纳米晶闪烁体对X射线具有非常灵敏的辐射发光响应现象。研究表明,含重原子Cs和Pb的全无机钙钛矿纳米晶闪烁体可有效地吸收X射线,同时存在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,因此具备了非常高效的X光转换效率。利用该材料可在低温下合成以及其辐射发光波长可调的特点,实现了X射线的彩色显示以及通过普通数码相机进行X射线成像的新技术。

他们进一步地利用该钙钛矿纳米晶闪烁体制备了超灵敏度X射线探测器,其最低检测极限可达到13 nGy s-1,该数值是典型医学X射线成像使用剂量的1/400。此外,他们还研制了第一代基于钙钛矿纳米晶闪烁体的X射线平板探测器,实现了低剂量、高分辨和快速的X射线成像分析,意味着新型纳米晶闪烁体探测器将使得X射线更加安全,且成像质量更好。

钙钛矿纳米晶闪烁体的发现将使得X射线探测器灵敏度更高、成本低、制备工艺简单,并可用于研发大面积柔性基底的X射线成像技术,有望推动X射线技术的快速发展与创新,及其在国计民生中的应用。该工作已在线发表于《自然》(Nature), DOI: 10.1038/s41586-018-0451-1上,论文的第一作者、第二作者分别为新加坡国立大学化学系博士后陈秋水(清华大学化学系2014届博士毕业生,国家奖学金获得者)和中国地质大学吴静副教授(清华大学化学系2013届博士毕业生),二人博士期间导师均为我系林金明教授。
文章链接:https://www.nature.com/articles/s41586-018-0451-1

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