X射线探测技术在医学影像、工业无损检测和国防安全检查等领域具有重要应用价值。近年来，金属卤化物钙钛矿及其衍生物因其优异的X射线探测性能而成为领域内的研究热点，但仍面临离子迁移、稳定性不足、高温热淬灭严重等挑战。针对上述关键科学问题，兰州大学物理科学与技术学院靳志文教授团队近期在X射线探测材料设计与器件构筑方面取得系列进展。
图1. 卤素离子、赝卤素离子和多齿阴离子结构对比
(1) 提出了多齿阴离子配位策略，以NTA3-替代传统卤素，通过与Bi3+的强配位作用显著提升结构刚性和离子迁移能垒，从源头上解决了铋基卤化物中离子迁移和电极腐蚀两大难题 (Adv. Mater. 2026, 10.1002/adma.74715)；(2) 针对硬X射线探测中高原子序数/密度与稳定性难以兼顾的矛盾，通过将I-氧化为I5+并引入IO3-，在保留Bi和I两种高原子序数元素的同时大幅压缩晶格，实现了超高的有效原子序数和密度，从根本上增强了硬X射线吸收能力 (Adv. Mater. 2026, 38, e18602)；(3) 设计了手性无金属钙钛矿体系，利用手性阳离子诱导对称性破缺和体光伏效应，为自驱动X射线探测提供了无需外置偏压而实现高性能X射线探测的新方案 (Angew. Chem. Int. Ed. 2026, 10.1002/anie.6443941)；(4) 发展了弗伦克尔缺陷工程，利用X射线辐照诱导的缺陷态实现电荷补偿，突破了闪烁体材料高温热淬灭的限制 (Adv. Funct. Mater. 2026, 10.1002/adfm.77245)；(5) 基于团队在上述领域的研究积累，受邀系统评述了大面积钙钛矿厚膜的规模化制备技术及优化策略 (Mater. Today 2026, 98, 103443)。
相关工作得到了国家自然科学基金、中央高校基本科研业务费及甘肃省自然科学基金的支持。理论计算与机理验证得到了量子理论及应用基础教育部重点实验室、甘肃省量子物理基础学科研究中心、稀有同位素前沿科学中心及兰州大学超算中心的支持。
论文链接：
https://doi.org/10.1002/adma.74715;
https://doi.org/10.1002/adma.202518602;
https://doi.org/10.1002/anie.6443941;
https://doi.org/10.1002/adfm.77245;
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1369702126002890.
