近日，物理科学与技术学院发光与显示团队在紫外C应力发光领域取得重要进展，相关工作“Force-Induced Ultraviolet C Luminescence of Pr3+-DopedSr2P2O7for X-Ray Dosimetry”以河北大学为第一单位发表在国际顶级期刊《Advanced Materials》（2024，2411804，IF = 27.4）。2022级硕士研究生李慧敏为论文第一作者，我校李磊朋博士、杨艳民教授和深圳大学彭登峰研究员为共同通讯作者。
应力发光有着数百年的悠久历史，传统的应用领域包括节能照明与显示、信息存储和读取、多模态防伪、自供能探测等。近几年，科研人员拓展了应力发光的应用边界，将其应用到X射线探测领域，开发了一种极具应用前景的延时X射线探测技术，即通过探测应力发光强度可以反推X射线剂量。目前该技术均基于可见波段的应力发光，这与周围环境光源波段相互重叠，因而该技术容易受到外界干扰。杨艳民教授、李磊朋副教授长期致力于紫外C波段的光子研究，包括可见到紫外C光子的上转换、长余辉和应力发光，这为解决上述难题提供了思路。由于臭氧层的吸收，太阳光谱中的紫外C波段到达不了地球表面，因而采用紫外C波段可以避免环境光源的干扰。为此，提出了一种基于紫外C波段应力发光的延时X射线探测方法。在受到X射线辐照后，Sr2P2O7:Pr3+体系能够产生大量载流子并将其储存于缺陷；尔后受到外界机械刺激后，这些被束缚的载流子得到释放，电子-空穴复合并将能量传递给近邻的Pr3+离子，从而产生应力发光。由于Pr3+离子特殊的电子组态，应力发光覆盖了紫外C波段，峰值位于230 nm，这可以规避环境光源的干扰，从而极大提高了该项技术的可靠性。此外，230 nm波长也是目前应力发光最短波长之一。
以上工作得到了河北大学生命科学与绿色发展研究院、国家自然科学基金面上项目、国家自然科学基金青年项目、河北省教育厅青年拔尖人才项目、河北大学高层次引进人才项目、河北大学多学科交叉项目的经费资助以及河北大学物理科学与技术学院公共测试中心的大力支持。
论文链接：https://doi.org/10.1002/adma.202411804
