近日，物理科學與技術學院發(fā)光與顯示團隊在紫外C應力發(fā)光領域取得重要進展，相關工作“Force-Induced Ultraviolet C Luminescence of Pr³⁺-DopedSr₂P₂O₇for X-Ray Dosimetry”以河北大學為第一單位發(fā)表在國際頂級期刊《Advanced Materials》（2024，2411804，IF = 27.4）。2022級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彭登峰研究員為共同通訊作者。

應力發(fā)光有著數(shù)百年的悠久歷史，傳統(tǒng)的應用領域包括節(jié)能照明與顯示、信息存儲和讀取、多模態(tài)防偽、自供能探測等。近幾年，科研人員拓展了應力發(fā)光的應用邊界，將其應用到X射線探測領域，開發(fā)了一種極具應用前景的延時X射線探測技術，即通過探測應力發(fā)光強度可以反推X射線劑量。目前該技術均基于可見波段的應力發(fā)光，這與周圍環(huán)境光源波段相互重疊，因而該技術容易受到外界干擾。楊艷民教授、李磊朋副教授長期致力于紫外C波段的光子研究，包括可見到紫外C光子的上轉換、長余輝和應力發(fā)光，這為解決上述難題提供了思路。由于臭氧層的吸收，太陽光譜中的紫外C波段到達不了地球表面，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波段應力發(fā)光的延時X射線探測方法。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存于缺陷；爾后受到外界機械刺激后，這些被束縛的載流子得到釋放，電子-空穴復合并將能量傳遞給近鄰的Pr³⁺離子，從而產(chǎn)生應力發(fā)光。由于Pr³⁺離子特殊的電子組態(tài)，應力發(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技術的可靠性。此外，230 nm波長也是目前應力發(fā)光最短波長之一。

以上工作得到了河北大學生命科學與綠色發(fā)展研究院、國家自然科學基金面上項目、國家自然科學基金青年項目、河北省教育廳青年拔尖人才項目、河北大學高層次引進人才項目、河北大學多學科交叉項目的經(jīng)費資助以及河北大學物理科學與技術學院公共測試中心的大力支持。

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

（物理科學與技術學院、科學與技術創(chuàng)新研究院供稿）