【仪表网 研发快讯】X射线探测技术在医学影像、工业无损检测和国防安全检查等领域具有重要应用价值。近年来，金属卤化物钙钛矿及其衍生物因其优异的X射线探测性能而成为领域内的研究热点，但仍面临离子迁移、稳定性不足、高温热淬灭严重等挑战。针对上述关键科学问题，兰州大学物理科学与技术学院靳志文教授团队近期在X射线探测材料设计与器件构筑方面取得系列进展。
该系列研究提出了多齿阴离子配位策略，以NTA3-替代传统卤素，通过与Bi3+的强配位作用显著提升结构刚性和离子迁移能垒，从源头上解决了铋基卤化物中离子迁移和电极腐蚀两大难题 (Adv. Mater. 2026, 10.1002/adma.74715)。针对硬X射线探测中高原子序数/密度与稳定性难以兼顾的矛盾，该研究通过将I-氧化为I5+并引入IO3-，在保留Bi和I两种高原子序数元素的同时大幅压缩晶格，实现了超高的有效原子序数和密度，从根本上增强了硬X射线吸收能力 (Adv. Mater. 2026, 38, e18602)。该研究还设计了手性无金属钙钛矿体系，利用手性阳离子诱导对称性破缺和体光伏效应，为自驱动X射线探测提供了无需外置偏压而实现高性能X射线探测的新方案 (Angew. Chem. Int. Ed. 2026, 10.1002/anie.6443941)。此外，该研究发展了弗伦克尔缺陷工程，利用X射线辐照诱导的缺陷态实现电荷补偿，突破了闪烁体材料高温热淬灭的限制 (Adv. Funct. Mater. 2026, 10.1002/adfm.77245)。基于团队在上述领域的研究积累，团队还受邀系统评述了大面积钙钛矿厚膜的规模化制备技术及优化策略 (Mater. Today 2026, 98, 103443)。
相关工作得到了国家自然科学基金、中央高校基本科研业务费及甘肃省自然科学基金的支持。理论计算与机理验证得到了量子理论及应用基础教育部重点实验室、甘肃省量子物理基础学科研究中心、稀有同位素前沿科学中心及兰州大学超算中心的支持。
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