邹国红课题组Adv. Mater.: 用于低剂量高分辨率X射线成像的2D钙钛矿闪烁体

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近日，四川大学化学学院邹国红教授与材料学院赵德威教授合作，在国际学术期刊Advanced Materials在线发表了题为“2D perovskite Mn2+-doped Cs2CdBr2Cl2 scintillator for low-dose high-resolution X-ray imaging”的研究论文。该论文以四川大学化学学院为第一通讯单位，四川大学化学学院博士生许海萍和材料学院博士生梁文晴为论文的共同第一作者。此研究得到了国家自然科学基金优秀青年基金、四川大学理科“青苗计划”基金、四川大学基本科研业务费、中央高校基本科研业务经费以及四川高校工程特色团队基金的资助支持。

图1. Cs2CdBr2Cl2:5%Mn2+闪烁体的晶体结构和X射线成像示意图。

        闪烁体是一种可以将高能电离辐射（如X射线）转化为可见光的光学材料。基于X射线激发的闪烁体在安全检查、工业检测、科学研究和医学诊断等领域显示出了良好的应用前景。尽管一些传统闪烁体（如CsI:Tl和LYSO:Ce）已经实现了商业化，但它们都是通过提拉法生长的大晶体，其制备过程复杂且生产成本高。因此，开发具有低成本、高效率和高成像分辨率的X射线闪烁体是当前的一个挑战。
        邹国红教授团队通过将高效发光的Mn2+离子引入到具有深紫外吸收的2D Cs2CdBr2Cl2钙钛矿中，实现了PLQY从11%到98.52%的大幅提升。得益于接近100%的PLQY和可忽略的自吸收，Cs2CdBr2Cl2:5%Mn2+钙钛矿表现出了优异的X射线闪烁性能，光产额高达64950光子/MeV，检测限低至17.82 nGyair s-1。此外，团队将Cs2CdBr2Cl2:Mn2+闪烁体与聚二甲基硅氧烷（PDMS）结合，制备的柔性闪烁屏Cs2CdBr2Cl2:Mn2+@PDMS具有高的空间分辨率（12.3 lp mm-1）。即使在低剂量率X射线照射下，Cs2CdBr2Cl2:Mn2+@PDMS闪烁体屏仍表现出了良好的成像能力，为实现低剂量高分辨X射线成像的实际应用奠定了良好的基础。
       原文链接：https://doi.org/10.1002/adma.202300136
       2D perovskite Mn2+-doped Cs2CdBr2Cl2 scintillator for low-dose high-resolution X-ray imaging
        Haiping Xu†, Wenqing Liang†, Zhizhuan Zhang, Chi Cao, Wensheng Yang, Hongmei Zeng, Zhien Lin, Dewei Zhao* and Guohong Zou*
        Adv. Mater., 2023, DOI: org/10.1002/adma.202300136
        


        文章来源：四川大学
        邹国红,四川大学教授，从事新型无机固体材料的研究与探索工作，实现了以平面三角型基团为基础的紫外非线性光学晶体的结构设计，发现了一系列具有新颖构型的硼酸盐紫外非线性光学晶体，提出了碳酸盐非线性晶体研究方向,并设计合成出世界首例深紫外碳酸盐非线性光学晶体。以通讯或第一作者在包括J. Am. Chem. Soc., Angew. Chem. In. Ed., J. Mater. Chem.等杂志发表SCI论文10余篇。申请发明专利10余项。获得2013年中科院院长优秀奖；获2013年中国建筑材料科学技术奖（基础研究类）二等奖(排名第三)；2016年福建省自然科学奖一等奖(排名第三),入选2014年中国科学院百篇优秀博士学位论文。
          赵德威，四川大学特聘研究员、博士生导师。2004年在辽宁大学获学士学位，2007年在北京交通大学获硕士学位，2011年在（新加坡）南洋理工大学获博士学位，先后在（美国）密歇根大学、佛罗里达大学、托莱多大学作为博士后和研究助理教授开展工作。长期从事新型薄膜光电材料与器件的研究，集中于钙钛矿和有机半导体在柔性太阳能电池和其他光电器件中的应用领域，立足探索材料的独特特性和器件物理的深层工作机理，开发高效器件，挖掘轻量、柔性器件技术。在Nature Energy、Science、Joule等杂质发表论文100多篇，书章2节，其中11篇高被引论文，1篇热点论文，总引用7000多次，h因子46（谷歌学术），以第一作者或通讯作者身份（包含共同）发表论文包括Nature Energy（2篇）、Science、Joule（2篇）、Science Bulletin（1篇）、Adv. Mater.（2篇）、J. Am. Chem. Soc.（1篇）、Adv. Energy Materials（3篇）、Adv. Funct. Mater.（2篇）、Nano Energy（2篇）、ACS Energy Letter.（2篇）、Materials Horizons（1篇）等。曾入选国家青年人才引进计划，四川省杰出青年科技人才，四川省青年人才引进计划，曾获中国国家留学基金委“国家优秀自费留学生奖学金”和德国教育科技部“绿色精英奖(Green Talent)”。