闪烁体性能测试系统的应用：新型CsPbBr3和Eu3+共掺杂玻璃实现自校准温度传感与X射线探测

近日，澳门科技大学材料科学与工程研究院李良教授团队与哈尔滨工程大学任晶教授团队在自校准温度传感与X射线探测领域取得重要进展。研究成果以“Dual-purpose CsPbBr3 and Eu3+ codoped glass for self-calibrated temperature sensing and X-rays detection”为题发表在国际知*期刊《Ceramics International》上。澳门科技大学为该论文*一单位，李良教授/任晶教授为共同通讯作者。今天小卓为大家分享该研究成果，希望对您的科学研究或工业应用带来一些灵感和启发。

应用方向：钙钛矿玻璃、温度传感、X射线探测、非接触式测量

正文：

在X射线成像应用中，能够同时自校准温度和辐射剂量的闪烁体材料具有重要意义，尤其是在条件多变的环境中。传统测量方法往往依赖于单一波段发射强度的变化，需要额外的校准程序来保证测量精度。而采用荧光强度比（FIR）的传感器可以有效应对环境因素导致的光强变化，为非接触式测量提供了一种可靠方案。

图1. CsPbBr3/Eu3+共掺杂样品的温度依赖性(a) PL和(c) XEL光谱以及(b) PL和(d) XEL对应的荧光强度比FIR（ICsPbBr3/IEu3+）指数拟合图。

近日，李良教授/任晶教授团队设计了一种新型的CsPbBr3纳米颗粒（NPs）和稀土离子Eu3+共掺杂的玻璃材料，用于温度传感和X射线剂量检测。该材料利用CsPbBr3和Eu3+的非热耦合绿光和红光发射的荧光强度比作为自校准指标，实现了对温度和X射线剂量的双重自校准。

研究团队通过对比CsPbBr3或Eu3+单独掺杂和共掺杂玻璃的光致发光（PL）与X射线激发发光（XEL）特性，揭示了CsPbBr3和Eu3+之间的能量转移现象。实验表明，CsPbBr3的发光强度随温度升高显著降低，而Eu3+的发光强度受温度影响较小，二者均表现出热激活过程的特征。此外，Eu3+对X射线的响应更为显著，其XEL强度随剂量率的增加呈现出更高的增长速率。

图2.CsPbBr3/Eu3+共掺杂玻璃的XEL机理示意图

图3.(a) CsPbBr3/Eu3+共掺杂样品的X射线剂量率相关XEL谱；(b)双波段辐射强度随剂量率的变化。

团队进一步研究了CsPbBr3和Eu3+的非热耦合双峰发射的FIR与温度和X射线剂量率的关系。结果表明，FIR与温度呈指数关系，而与X射线剂量率呈三次多项式关系。这一发现首*展示了利用CsPbBr3和稀土离子的FIR实现X射线剂量自校准的可能性。

该研究不仅为非接触式温度和辐射剂量测量提供了新的思路，还为开发高性能闪烁体材料奠定了基础，有望在高温多色X射线成像等领域得到应用。

配置推荐：

文中CsPbBr3和Eu3+共掺杂玻璃的X射线激发发光（XEL）测试，采用的是闪烁体性能测试系统，配备X射线管。该设备组合可用于研究新型闪烁体材料的发光特性。

下图为李良教授/任晶教授团队使用的荧光光谱仪及相关设备，主要用于新型光电材料与器件的研究。