透明氧卤化物玻璃陶瓷闪烁体，含有无铅氯化钙钛矿纳米晶体，适用于高分辨率和稳定的X射线成像

《Science China-Materials》：Transparent oxyhalide glass-ceramic scintillators containing lead-free chloride perovskite nanocrystals for high-resolution and stable X-ray imaging

无铅钙钛矿闪烁体通过磷酸修饰玻璃陶瓷基质抑制吸湿性，实现高结晶度（15.9%）、优异光致发光量子效率（87.6%）和抗水稳定性（99%水浸14天），X射线激发发光强度达Bi4Ge3O12晶体的117%，成像分辨率达20 lp mm?1。

　　

摘要

无铅卤化物钙钛矿由于其出色的X射线衰减能力和高内部量子效率（IQE），已成为有前景的闪烁体材料。然而，其广泛应用受到内在的湿度敏感性的限制。在本研究中，CsSrCl₃:Eu²⁺纳米晶体被原位生长在特制的无机玻璃基质中。通过采用[PO₄]修饰和可控结晶策略，我们制备出了透明的CsSrCl₃:Eu²⁺玻璃陶瓷（GC）闪烁体，该材料兼具高结晶度（15.9%）和优异的光学透明度（432 nm处为85.3%）。CsSrCl₃:Eu²⁺ GC表现出优异的光致发光（PL）性能，包括87.6%的高IQE以及出色的热稳定性（493 K时的强度保持率为303 K时的74%）。得益于坚固玻璃基质的有效保护，CsSrCl₃:Eu²⁺ GC在水中浸泡14天后仍能保持99%的初始PL强度。在X射线激发下，CsSrCl₃:Eu²⁺ GC表现出蓝色X射线激发发光（XEL），其XEL峰值强度和积分XEL强度分别达到Bi₄Ge₃O₁₂晶体的117%和25.1%。该闪烁体实现了20 lp mm^?1的高X射线成像空间分辨率。此外，CsSrCl₃:Eu²⁺ GC在潮湿环境中表现出卓越的操作稳定性，即使在水下浸泡48小时后仍能保持清晰的X射线图像对比度。本研究不仅提供了一种有效的策略，用于在耐用的[PO₄]修饰氟铝酸盐玻璃基质中稳定吸湿性卤化物闪烁体，还展示了CsSrCl₃:Eu²⁺ GC在高分辨率和稳定X射线成像方面的巨大潜力。