闪烁体是一类吸收高能粒子或射线后能够发光的材料，可用于辐射探测和安全防护。近日，新加坡国立大学刘小钢教授、西北工业大学黄维院士、福州大学杨黄浩教授带领的联合研究团队发现了一类全无机钙钛矿纳米晶闪烁体，对X射线具有非常高效的辐射发光响应。8月27日，相关研究成果以“All-inorganic perovskite nanocrystal scintillators”为题在《自然》杂志在线发表（DOI: 10.1038/s41586-018-0451-1）。 

　　图1. 钙钛矿纳米晶闪烁体的全彩色可调谐辐射发光，图来源：Nature 

　　X射线成像技术在医学诊断、国防工业、核技术和辐射安全检测等众多领域均有着重要的应用。闪烁体材料是X射线技术应用中的核心器件，它可将高能X光子转化为低能量的可见光，以实现X射线检测与成像。然而，目前绝大多数的闪烁体材料在高温条件下煅烧合成，不仅价格昂贵，而且对X射线光子能量的转化效率有限，同时其辐射发光波长也不易调控。为此，研究开发新型纳米晶闪烁体有望克服X射线检测与成像技术中的关键技术挑战。 

　　针对这一难题，该团队在研究中发现，含有铯（Cs）和铅（Pb）重原子成分的钙钛矿纳米晶闪烁体具有较强的X射线吸收能力、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。 

　　图2. 钙钛矿纳米晶中X-射线能量转化机理研究，图来源：Nature 

图3. 基于CsPbBr3的超灵敏X-射线探测和成像仪，图来源：Nature

　　这些纳米晶闪烁体表现出超强的X-射线吸收，并在可见光区表现出明显的辐射发光行为。和体相的无机闪烁体不一样的是，这些钙钛矿纳米晶是通过溶液制得，合成温度相对较低，因此可以产生X-射线诱导的激发，通过对合成前驱体中阴离子的改变就可实现在可见光区的可调谐。 

　　这些特征让研究人员制造柔性和高灵敏的X-射线探测器，探测极限最低可达到13 nGy s^-1，是典型医学成像辐射剂量的1/400。也就是说，医院拍片后对人体辐射剂量的1/400，都可以被这个探测器探测到。 

　　作者表示，该工作实现了对X射线光子的高效转化和发光颜色的精细调控，为多彩辐射发光显示技术和超灵敏X射线检测与成像技术发展提供坚实的基础。该研究通过低温溶液法涂层法制备闪烁体薄膜，易于低成本、大面积制备柔性X射线平板探测器。 

　　（综合 纳米人公众号、西安新闻网报道）