重庆邮电大学AFM：Nd³⁺ 掺杂诱导稀土无铅卤化物双钙钛矿抗热猝灭效应，助力高分辨率 X 射线成像

具有优异稳定性和高空间分辨率的柔性闪烁体屏对于非平面 X 射线成像应用至关重要。无铅稀土卤化物双钙钛矿因其独特的优势，如环境友好、高量子效率、合成简便和发射波长可调等，已成为闪烁体领域的有力竞争者。

本文重庆邮电大学李丽、周贤菊和李登峰等人通过简单的水热法成功合成了 Nd³⁺ 掺杂的 Cs₂NaScCl₆ 微晶，其近红外发射量子效率高达 76%。系统的光学表征首次揭示了双钙钛矿中由 Nd³⁺ 掺杂诱导的抗热猝灭效应。随后，我们开发了大面积、柔性的 CNSC:Nd³⁺@PDMS 复合闪烁体用于 X 射线成像，该薄膜表现出优异的机械稳定性（5000 次弯曲后无衰减）、超高空间分辨率（24 lp/mm）和卓越的操作稳定性（连续辐照后信号强度增强）。

这些研究成果不仅加深了对双钙钛矿中抗热猝灭效应的理解，也推动了高效近红外超柔性闪烁体的发展。

本文要点：

1. 首次发现双钙钛矿中 Nd³⁺ 掺杂诱导的抗热猝灭效应：在 80–520 K 温区内，CNSC:25%Nd³⁺ 的近红外发射强度随温度升高而增强（520 K 下 888 nm 发射强度为 280 K 的 1.43 倍，1357 nm 达 2.24 倍），打破了传统荧光粉热猝灭的局限，DFT 计算揭示其源于低声子能环境及 Nd³⁺ 能级间热激活的交叉弛豫与激发态吸收过程。

2. 创纪录的近红外量子效率与柔性成像性能：CNSC:25%Nd³⁺ 微晶在 588 nm 激发下近红外 PLQY 高达 76%；其 PDMS 复合薄膜在 X 射线成像中实现 24 lp/mm 的超高空间分辨率，优于多数已报道双钙钛矿闪烁体，且清晰分辨芯片、胶囊、弹簧等微小物体。

3. 卓越的机械与环境稳定性：薄膜经 5000 次弯曲（半径 14.5 mm）后发光强度保持 99%，空气中储存 20 天无衰减，连续 X 射线辐照 1 小时后信号反而增强，展现出色的抗辐射和抗疲劳特性，适用于极端条件下的柔性 X 射线成像。

L. Li, Y. Li, Y. Wang, et al. “ Nd3+ Doping Induced Anti-Thermal Quenching in Rare-Earth Lead-Free Halide Double Perovskite Toward High-Resolution X-Ray Imaging.” Advanced Functional Materials (2026): e20388.

https://doi.org/10.1002/adfm.202520388

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