和半导体产业同样重要，被科技部点名的研究方向原来是它

中国制造业的规模发展与日俱增。截至2010年，中国的制造业规模整体超过美国，居全球首位。然而，2018年的“贸易战”使半导体行业的真实现状展现在国人面前。除开半导体，中国仪器行业的表现也是十分令人担忧的。中国在仪器行业是有待发展的，我们并没有领先的企业，而发达国家在此行业具有绝对的控制力。

全球辐射探测器的核心厂商包括Mirion、Ortec、Thermo Fisher和Fuji Electric，全球五大厂商共占有超过40%的市场份额。辐射传感器也是一类检测仪器。他的工作原理是基于粒子与材料的相互作用。当粒子通过某种材料时，材料吸收粒子的全部或部分能量而产生电离或激发的作用。辐射探测器可以将粒子与材料之间的电离和激发，转化为各种形式的可以被人类所接收的信号。

2021年2月4日，国家科技部发文称赞了中国科学家在有机闪烁体上的科研成果，并认为“有机闪烁体作为闪烁体家族的全新材料，在柔性电子领域具有极大的潜在应用价值”。这篇文章的工作来自于黄维院士和安众福教授团队。

鉴于辐射探测器在国民生活和军工领域的重要性，这篇文章为大家汇总了辐射探测器领域的大牛的突出工作，希望大家可以对这个重要的研究领域有所了解。

1.黄维&刘小钢&安众福Nature Photonics：具有明亮的三重态激子的有机磷光体，可实现高效的X射线激发发光

表现出X射线激发发光的材料在辐射检测，安全检查，生物医学应用和X射线天文学方面具有巨大潜力。但是，高性能材料几乎只限于陶瓷闪烁体，通常在高温下制备。黄维&刘小钢&安众福报道了一种基于分子设计的无金属有机磷光体，该分子设计可支持有效的三重态激子捕获以增强放射发光。这些有机闪烁体的检出限为33 nGy/s，比X射线医学检查的标准剂量低167倍，因此证明了它们在X射线放射照相中的潜在应用。这些发现提供了基本的设计原理和新途径，为现有的无机闪烁体创造了有希望的替代方案。此外，它们为开发柔性，可拉伸的X射线检测器和成像仪提供了新的机遇，以用于无损射线照相测试和医学成像。

文献链接：

Organic phosphors with bright triplet excitons for efficient X-ray-excited luminescence.

(Nature Photonics, 2020, DOI:10.1038/s41566-020-00744-0)

2.三星In taek Han&成均馆大学Nam-Gyu Park Nature：可打印的有机金属钙钛矿可实现大面积、低剂量X射线成像

医学X射线成像程序要求数字平板探测器以低剂量运行，以降低辐射健康风险。固溶处理的有机-无机杂化钙钛矿具有使其成为此类敏感探测器光电导层的良好候选物的特性。但是，此类检测器尚未构建在薄膜晶体管阵列上，因为很难在大面积上制备厚钙钛矿膜。三星In taek Han&成均馆大学Nam-Gyu Park报道了一种基于全溶液的合成路线（与传统的真空处理相反），以生产可印刷的多晶钙钛矿，该钙钛矿的晶面和光电子特性与单晶相当，且晶面锐利。通过嵌入830微米厚的钙钛矿膜和聚合物/钙钛矿复合材料的另外两个中间层，以提供钙钛矿膜与控制暗电流和时间电荷的电极之间的共形界面，从而在常规的薄膜晶体管基板中演示了X射线成像。这种基于全溶液的钙钛矿探测器可以实现低剂量X射线成像，也可以用于光电导设备中以进行辐射成像、传感和能量收集。

文献链接：

Printable organometallic perovskite enables large-area, low-dose X-ray imaging.

(Nature, 2017, DOI:10.1038/nature24032)

3.埃尔朗根-纽伦堡大学Gebhard J. Matt：基于烧结混合三碘化钙钛矿晶片的高性能直接转换X射线探测器

通常已知卤化钙钛矿型半导体具有固有的高X射线吸收截面和比任何其他低温溶液处理的半导体明显更高的载流子迁移率。到目前为止，对于有效的X射线检测，尚未解决在大面积上加工数百微米厚的高质量钙钛矿晶体薄膜的过程。埃尔朗根-纽伦堡大学Gebhard J. Matt介绍了一种机械烧结工艺，以制造具有毫米厚度和良好定义的结晶度的MAPbI3晶片。相对于最新的CdTe检测器对MAPbI3晶圆进行的基准测试显示，在70kVp X射线曝光下，竞争性转换效率为2527 µC/Gyair/cm²。这个发现为新一代基于钙钛矿晶片的高效、低成本X射线探测器提供了信息。

文献链接：

High-performance direct conversion X-ray detectors based on sintered hybrid lead triiodide perovskite wafers.

(Nature Photonics, 2017, DOI:10.1038/NPHOTON.2017.94)

4.美国北卡罗来纳大学黄劲松Nat. Commun.：卤化钙钛矿铅用于电离辐射检测

近年来，卤化物钙钛矿因其强大的制动力、耐缺陷性、大的迁移寿命（μτ）、可调节的带隙以及低成本解决方案中简单的单晶生长而在电离辐射检测领域引起了越来越多的关注。在这篇综述中，美国北卡罗来纳大学黄劲松基于对X射线成像和γ射线能谱中应用的直接检测机制，基于高性能电离辐射检测的材料性能要求。通过将卤化物钙钛矿辐射探测器与当前最先进的电离辐射探测器的性能进行比较，显示出卤化物钙钛矿作为有前途的辐射探测器的有前途的功能和挑战。

文献链接：

Halide lead perovskites for ionizing radiation detection.

(Nat. Commun., 2019, DOI：10.1038/s41467-019-08981-w)

5.Glass to Power公司/米兰比科卡大学/INFN：高效、快速且无重吸收的钙钛矿纳米晶体敏化塑料闪烁体

在医学诊断，核控制和粒子物理学中，价格合理且可靠的电离辐射检测器的紧迫性，促使对闪烁器设备的需求不断增长，这些器件结合了高效的闪烁，快速的发射寿命，与电离辐射的高相互作用概率以及减轻了大体积/高剂量时的重吸收损失密度检测器。迄今为止，同时实现所有这些功能仍然是一个开放的挑战。Glass to Power公司/米兰比科卡大学/INFN通过嵌入CsPbBr3钙钛矿纳米晶体的聚甲基丙烯酸甲酯纳米复合材料作为共轭有机染料的敏化剂来实现这种机制，该共轭有机染料在红色光谱区域具有较大的斯托克斯位移和快速的发射寿命。在X射线和α粒子激发下，从纳米晶体到染料的完全能量转移导致了高度稳定的放射发光，其效率可与商业级无机和塑料闪烁体相媲美。约3.4µns的发射寿命，可与快速镧系元素闪烁体竞争；和无重吸收波导，可实现长距离光学。

文献链接：

Efficient, fast and reabsorption-free perovskite nanocrystal-based sensitized plastic scintillators.

(Nat Nanotechnol., 2020, DOI:10.1038/s41565-020-0683-8)

6.华中科技大学唐江&牛广达&谢庆国：具有低检测限的Cs2AgBiBr6单晶X射线探测器

灵敏的X射线检测对于医学诊断、工业检查和科学研究至关重要。最近描述的杂化卤化铅钙钛矿已经证明了低成本制造和出色的直接X射线检测性能，但它们都含有可溶形式的有毒Pb。华中科技大学唐江&牛广达&谢庆国报道了使用溶液处理的双钙钛矿Cs2AgBiBr6单晶体的灵敏X射线探测器。通过热退火和表面处理，作者在很大程度上消除了Ag+/Bi3+的无序性并改善了晶体电阻率，从而使检测器的最低可检测剂量率低至59.7 nGyair/s，与使用CH3NH3PbBr3的最新记录为0.036 μGyair/s相当。Cs2AgBiBr6中抑制的离子迁移允许相对较大的外部偏置，从而确保有效的电荷收集而不会显着增加噪声电流，从而实现了低检测限。

文献链接：

Cs2AgBiBr6 single-crystal X-ray detectors with a low detection limit.

(Nature Photonics., 2017, DOI:10.1038/s41566-017-0012-4)

7.美国北卡罗来纳大学黄劲松Nature Photonics：钙钛矿填充膜用于柔性和大面积直接转换X射线探测器阵列

金属卤化物钙钛矿的柔软特性使其有可能用作柔性X射线探测器。美国北卡罗来纳大学黄劲松报道钙钛矿填充膜（PFM）的结构，用于高度灵敏、灵活和大面积的X射线探测器。通过将饱和钙钛矿溶液通过多孔聚合物膜渗透，然后进行热层压，可形成面积高达400平方厘米的PFM。钙钛矿晶体在膜中的良好连通性和结晶性使产品具有较大的移动性和使用寿命。X射线探测器在0.05 V/µm的电场下的灵敏度达到8696±228 µC/Gyair/cm2，并且在存储六个月以上并暴露于376.8 Gyair的剂量后，不会出现降解，相当于188万X射线扫描。灵活的PFM可以在不降低性能的情况下弯曲至2 mm的半径。独立检测器阵列是弯曲的，并放置在金属管内，用于检测材料缺陷，其成像质量优于平板检测器。

文献链接：

Perovskite-filled membranes for flexible and large-area direct-conversion X-ray detector arrays.

(Nature Photonics, 2020, DOI:10.1038/s41566-020-0678-x)

8.刘小钢&黄维&杨黄浩Nature：全无机钙钛矿纳米晶闪烁体

在许多应用中对辐射检测材料的需求不断增长，导致对闪烁体进行了广泛的研究。闪烁体吸收高能量（千伏级）X射线光子并将吸收的能量转换为低能量可见光子的能力对于辐射暴露监测、安全检查和医学射线照相应用至关重要。然而，常规的闪烁体通常是通过高温下的结晶来合成的，并且其放射致发光难以在可见光谱范围内调节。刘小钢&黄维&杨黄浩描述了一系列包含铯和铅原子的全无机钙钛矿纳米晶体的实验研究，以及它们对X射线辐射的响应。这些纳米晶体闪烁体在可见光波长下表现出强大的X射线吸收能力和强烈的放射发光能力。与块状无机闪烁体不同，这些钙钛矿纳米材料可以在相对较低的温度下进行固溶处理，并且可以通过在合成过程中调整胶体前体的阴离子成分而产生X射线诱导的发射，该发射易于在可见光谱范围内调节。这些特征允许制造柔性和高灵敏度的X射线检测器，其检测极限为每秒13纳米灰度，这比典型医学成像剂量低约400倍。这些颜色可调的钙钛矿纳米晶体闪烁器可以为X射线射线照相提供便捷的可视化工具，因为相关的图像可以通过标准的数码相机直接记录。文章展示了它们与商用平板成像仪的直接集成以及在低剂量X射线照明下检查电子电路板的实用性。

文献链接：

All-inorganic perovskite nanocrystal scintillators.

(Nature, 2018, DOI:10.1038/s41586-018-0451-1)

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