近日，物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院發(fā)光與顯示團(tuán)隊(duì)在紫外C應(yīng)力發(fā)光領(lǐng)域取得重要進(jìn)展，相關(guān)工作“Force-Induced Ultraviolet C Luminescence of Pr³⁺-DopedSr₂P₂O₇for X-Ray Dosimetry”以河北大學(xué)為第一單位發(fā)表在國(guó)際頂級(jí)期刊《Advanced Materials》（2024，2411804，IF = 27.4）。2022級(jí)碩士研究生李慧敏為論文第一作者，我校李磊朋博士、楊艷民教授和深圳大學(xué)彭登峰研究員為共同通訊作者。

應(yīng)力發(fā)光有著數(shù)百年的悠久歷史，傳統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域包括節(jié)能照明與顯示、信息存儲(chǔ)和讀取、多模態(tài)防偽、自供能探測(cè)等。近幾年，科研人員拓展了應(yīng)力發(fā)光的應(yīng)用邊界，將其應(yīng)用到X射線探測(cè)領(lǐng)域，開(kāi)發(fā)了一種極具應(yīng)用前景的延時(shí)X射線探測(cè)技術(shù)，即通過(guò)探測(cè)應(yīng)力發(fā)光強(qiáng)度可以反推X射線劑量。目前該技術(shù)均基于可見(jiàn)波段的應(yīng)力發(fā)光，這與周?chē)h(huán)境光源波段相互重疊，因而該技術(shù)容易受到外界干擾。楊艷民教授、李磊朋副教授長(zhǎng)期致力于紫外C波段的光子研究，包括可見(jiàn)到紫外C光子的上轉(zhuǎn)換、長(zhǎng)余輝和應(yīng)力發(fā)光，這為解決上述難題提供了思路。由于臭氧層的吸收，太陽(yáng)光譜中的紫外C波段到達(dá)不了地球表面，因而采用紫外C波段可以避免環(huán)境光源的干擾。為此，提出了一種基于紫外C波段應(yīng)力發(fā)光的延時(shí)X射線探測(cè)方法。在受到X射線輻照后，Sr₂P₂O₇:Pr³⁺體系能夠產(chǎn)生大量載流子并將其儲(chǔ)存于缺陷；爾后受到外界機(jī)械刺激后，這些被束縛的載流子得到釋放，電子-空穴復(fù)合并將能量傳遞給近鄰的Pr³⁺離子，從而產(chǎn)生應(yīng)力發(fā)光。由于Pr³⁺離子特殊的電子組態(tài)，應(yīng)力發(fā)光覆蓋了紫外C波段，峰值位于230 nm，這可以規(guī)避環(huán)境光源的干擾，從而極大提高了該項(xiàng)技術(shù)的可靠性。此外，230 nm波長(zhǎng)也是目前應(yīng)力發(fā)光最短波長(zhǎng)之一。

以上工作得到了河北大學(xué)生命科學(xué)與綠色發(fā)展研究院、國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目、國(guó)家自然科學(xué)基金青年項(xiàng)目、河北省教育廳青年拔尖人才項(xiàng)目、河北大學(xué)高層次引進(jìn)人才項(xiàng)目、河北大學(xué)多學(xué)科交叉項(xiàng)目的經(jīng)費(fèi)資助以及河北大學(xué)物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院公共測(cè)試中心的大力支持。

論文鏈接：https://doi.org/10.1002/adma.202411804

（物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院、科學(xué)與技術(shù)創(chuàng)新研究院供稿）