近日，化学化工学院青年教师陈涛联合休斯顿大学、电子科技大学、昆明理工大学等多家科研单位合作，在金属卤化物闪烁体研究方向取得进展，该成果以题为“Creating Extrinsic Self-Trapped Excitons by Isoelectronic Doping for Lead-Free High-Efficiency Light Emission and High-Performance X-ray Scintillators”（利用等电子掺杂策略构造非本征自陷态激子实现无铅高效荧光发光和高性能X射线闪烁体）发表在纳米科学领域权威期刊《Nano Letters》 (Nature Index期刊收录，影响因子：9.058)。陈涛担任第一作者。该论文得到黄山学院高层次人才启动基金(2024xkjq010)、安徽省青年教师培养项目(No. DTR2023046)、安徽省高等学校自然科学基金(2023AH051368)的资助。
闪烁体是一种吸收高能X射线并将其转化为低能可见光的一种材料。基于闪烁体的这种特性，被广泛应用于医疗检查（X片以及CT等医学检测）和安防检查等领域。因此，发展高效辐射发光的X射线闪烁体材料对于制备高质量的X射线成像设备具有重要意义。
本研究基于等电子掺杂策略，通过向[AgI4]3-四面体链状一维CsAg2I3材料中引入Cu+离子，成功制备出非本征自陷态激子发光的闪烁晶体材料。实施等电子掺杂后得到的CsAg2?xCuxI3，其光致发光（PL）光谱与纯相CsAg2I3和CsCu2I3均存在显著差异，从而证实了CsAg2?xCuxI3非本征自陷态激子发光的特性，这种自陷态激子发光被认为是Cu+掺杂后电子-声子强烈耦合作用下的晶格振动所导致的，并且其发光起源通过密度泛函理论（DFT）计算进一步得到验证。Cu+掺杂的CsAg2?xCuxI3在室温下展现出接近100%量子效率的明亮自陷态激子发光发射，并具有高达92000光子/MeV的稳态X射线至蓝光的转换效率，展示了在X射线成像领域的应用潜力。
这项研究通过离子掺杂策略创造非本征自陷激子以增强金属卤化物发光的策略，为发展新一代高效辐射发光金属卤化物闪烁体提供了重要借鉴。
撰稿：陈涛；责任编辑：赵睛；审核：亓昭鹏 汪家庚
