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這是一篇會發光的Nature 用鈣鈦礦打造超靈敏X射線探測器

研究亮點:

1. 發明了一種全無機鈣鈦礦納米晶閃爍體,在可見光區可調諧。

2. 集成了一種柔性和超高靈敏度的X-射線探測器。

3. 探索了X-射線探測器的結果可視化以及在電子電路領域的應用。

閃爍體是啥?可能很多人都沒聽過這個詞。今天,就讓這篇Nature來告訴你。

閃爍體是一類吸收高能粒子或射線後能夠發光的材料,可用於輻射探測和安全防護,通常在應用中將其加工成晶體,稱爲閃爍晶體。近年來,隨着各領域對輻射探測材料的不斷增加的需求,對於閃爍體的研究也顯得越來越重要。

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問題在於:常規閃爍體一般是通過高溫晶化合成的塊體材料,其輻射發光性能很難在可見光區調諧。

有鑑於此,新加坡國立大學劉小鋼、西北工業大學黃維、福州大學楊黃浩合作,報道了一種含有Cs和Pb的全無機鈣鈦礦納米晶閃爍體。

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圖1. 鈣鈦礦納米晶閃爍體的全綵色可調諧輻射發光

這些納米晶閃爍體表現出超強的X-射線吸收,並在可見光區表現出明顯的輻射發光行爲。和體相的無機閃爍體不一樣的是,這些鈣鈦礦納米晶是通過溶液製得,合成溫度相對較低,因此可以產生X-射線誘導的激發,通過對合成前驅體中陰離子的改變就可實現在可見光區的可調諧。

這些特徵讓研究人員製造柔性和高靈敏的X-射線探測器,探測極限最低可達到13 nGy s-1,是典型醫學成像輻射劑量的1/400。也就是說,醫院拍片後對人體輻射劑量的1/400,都可以被這個探測器探測到。

這種顏色可調的鈣鈦礦納米晶閃爍體,爲探測結果的可視化提供了更爲簡便的方法,只需要通過數碼相機記錄相關圖片即可。除此之外,還可以和商業平板成像儀集成,用於檢測電子電路板的低劑量X-射線輻射。

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圖2. 鈣鈦礦納米晶中X-射線能量轉化機理研究

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圖3. 基於CsPbBr3的超靈敏X-射線探測和成像儀

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圖4. 電子電路中的輻射檢測應用

最后,来欣赏几张美图:


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