打破传统X射线平板探测器的固有限制，高分辨X射线发光扩展成像机制获解析

打破传统X射线平板探测器的固有限制，高分辨X射线发光扩展成像机制获解析

柔性平板探测器历来是X射线平板探测器开发的技术瓶颈，我国高端X射线影像设备及关键零部件依赖进口的局面有望改观！福州大学杨黄浩教授、陈秋水教授课题组与新加坡国立大学刘小钢教授、南京工业大学黄维院士团队合作，提出了高能量X射线光子诱导缺陷产生长余辉发光的机理，打破传统X射线平板探测器的固有限制，在国际上率先发现一类高性能的纳米闪烁体长余辉材料，并成功研发了新型柔性X射线成像技术，为制备新一代柔性X射线成像设备提供了新思路和途径。这项研究成果近日在线发表在《Nature》杂志上。

X射线影像技术在医学诊断、安全检查、工业无损探伤上具有广泛而重要的应用。目前，大多数X射线平板探测器需要集成薄膜晶体管阵列、非晶硅光电转换层和闪烁体，传统X射线影像设备难以对曲面及不规则目标物的三维X射线成像，且存在体积庞大、设备昂贵等问题。相对于传统刚性器件，作为新兴技术的柔性电子器件具有更大的灵活性，能够适应不同的工作环境。但是柔性X射线成像关键技术一直难以攻克。

长余辉指的是在紫外可见光、X射线等激发光停止后，仍可以持续发光几秒甚至几个小时的一类发光现象，如传说中的夜明珠在黑暗中可以持续发光。“基于长余辉材料独特的发光性质，我们首次用长余辉材料实现柔性X射线成像，但传统长余辉材料需要高温制备且颗粒太大，无法用于制备柔性器件。”杨黄浩说。

针对上述瓶颈问题，科研人员从稀土卤化物晶格中获取灵感，通过结合光谱技术、电子顺磁共振表征、热释光学曲线分析、密度泛函理论计算、同步辐射技术，对晶格缺陷的本质展开研究，提出了高能量X射线光子诱导缺陷产生长余辉发光的机理，制备出新型的稀土纳米闪烁体长余辉材料。

在此基础上，将纳米闪烁体长余辉材料与柔性基质相结合，成功研制出了透明、可拉伸、高分辨的柔性X射线成像设备。这一技术具有制备工艺简单、成本低、成像性能优异等优势，在便携式X射线探测器、生物医学、工业探伤、高能物理等领域展现出巨大的潜力和应用价值。

目前，我国的高端X射线影像设备及关键零部件主要依赖进口，该研究成果标志着我国在柔性X射线成像技术方面进入国际先进行列，并有望突破国外的技术限制，推进高端X射线影像装备的国产化。