能量转移到镧系元素中心 (Eu³?) 的过程。 X 射线照射 (1) 触发一系列二次 X 射线激发，然后在系统中热量重新分布后被有机配体捕获 (2)，并且 (3) 随后由于共振增强而转移回镧系元素中心效应 (4)，导致发光 (hv) 增加/© Nature Photonics (2024)。 DOI：10.1038/s41566-024-01586-w

近日，新加坡国立大学的一支科研团队取得了一项突破性进展。该校科学家成功开发出一种创新的分子设计，能够将有机金属闪烁体的发射率提高至原有水平的一千倍以上。这一成果得益于材料内部extins的重吸收机制，为闪烁体材料的研究开辟了新路径。

闪烁体，作为将高能辐射转化为光的发光物质的一种亚型，在现代科技领域具有广泛应用。传统的高性能闪烁体主要由陶瓷和钙钛矿等材料制成，但这些材料的生产难度大、成本高，且存在有毒、易碎、不稳定等缺点。因此，科学家们一直致力于寻找新型、稳定的闪烁体材料以替代现有产品。

有机磷化合物曾被视作传统闪烁体的潜在替代品，因为它们生产成本较低且具有良好的灵活性。然而，这些材料在检测X射线方面的效率并不高，主要归因于其较差的X射线吸收能力。此外，尽管有机磷化合物能够产生三线态激子——一种电子和空穴束缚态的准粒子，但由于其电子结构的限制，这些激子的能量往往无法得到充分利用。

针对上述问题，新加坡国立大学刘晓刚教授领导的科研团队进行了深入研究。他们通过将稀土镧系元素引入闪烁体，显著提高了材料对X射线的吸收能力。同时，团队还在闪烁体中引入了与材料基本结构一致的有机配体，这些配体能够有效收集三线态激子并将其能量转化为可见辐射。

得益于这一创新的分子设计，研究人员成功提升了分子闪烁体的性能。实验结果显示，有机配体上的能量捕获使得材料的发光强度提高了惊人的1300倍。这一成果不仅标志着闪烁体材料研究的重要突破，也为相关领域的应用提供了更加高效、稳定的材料选择。

据悉，相关科学工作的详细结果已发表在《自然光子学》杂志上。科学家创造的这种有机镧系化合物展现出了对高能辐射的高抵抗力，并且在X射线转换效率方面明显优于已知的有机闪烁体和无机晶体。更令人振奋的是，该材料能够实现全光谱的X射线闪烁，发射出从紫外线到近红外线范围的光。此外，这一创新方法还使得研究人员能够精确控制所产生辐射的寿命，为闪烁体材料的进一步应用提供了更多可能性。