实验室夏志国教授团队：Cs3YCl6中Eu原位氧化还原构建的单层多色闪烁体

X 射线成像在医学诊断、安检与工业无损检测中至关重要，传统单色成像仅累积 X 射线强度，难以区分密度相近材料。多层结构彩色闪烁体虽可提升成像辨识度，但存在层间激发、光子串扰等固有缺陷，在一定程度上削弱能量分辨能力。相比之下，单基质彩色闪烁体可从结构上规避串扰问题，简化制备流程、降低成本，是下一代高精度X 射线成像的核心发展方向。稀土Eu离子可实现Eu³⁺/Eu²⁺共存与多色发光，而本工作所采用的零维金属卤化物Cs₃YCl₆兼具适中的陷阱深度与无超长余晖特性，契合实时成像需求，是构建单基质多色闪烁体的理想材料体系。

华南理工大学发光材料与器件全国重点实验室夏志国教授课题组，设计并制备出单基质Cs₃YCl₆:Eu³⁺彩色闪烁体，通过 X 射线原位诱导Eu³⁺可逆还原为 Eu²⁺，实现蓝 /绿 / 红多色本征发光。该材料在0.068–3.387 mGy剂量范围内实现 X 射线实时剂量监测，最大相对灵敏度达233.9% mGy^-1，多色 X 射线成像空间分辨率达10 lp/mm，在对X射线进行多色成像的同时实现剂量探测。

课题组采用室温重结晶法，成功合成纯相Cs₃YCl₆:Eu³⁺微晶，Eu³⁺取代Y³⁺位点，晶体为单斜结构，空间群 C2/c。在X射线激发下，材料中部分Eu³⁺被原位瞬态还原为Eu²⁺，同步产生Eu²⁺460 nm 蓝光、Eu³⁺ 535 nm 绿光与612 nm 红光，实现单基质无串扰多色发光。

热释光与密度泛函理论计算证实，材料存在浅缺陷陷阱，室温下可快速释放载流子，无明显余晖，保障实时成像响应。随X 射线剂量提升，蓝光发光强度增速显著高于绿、红光，发射颜色呈规律演变，可通过蓝/ 绿光强度比精准定量探测剂量，误差低于 0.1 mGy。

基于该材料制备的闪烁屏在多材料分辨成像中表现出优于传统单色LuAG:Ce闪烁体的色彩对比度，能够更清晰地区分铝与玻璃纤维等密度相近的材料。笔尖结构多色成像中，金属部件呈深蓝色、塑料部件呈紫红色，直观实现材料组分区分，空间分辨率达10 lp/mm，为高精度多色 X 射线探测提供全新技术路径。

相关研究成果以“In-situ Eu Redox in Cs3YCl6 EnablingColorful Scintillators for Multicolor Radiographyand Real-Time Dosimetry”为题发表在AngewandteChemie International Edition上，其中通讯作者为夏志国教授，韩凯博士后，第一作者为赵永琦硕士。该研究工作得到了国家自然科学基金（项目编号：52425206、 22361132525, 52502183）、中国博士后科学基金（编号：2025T180020,2024M760954）以及中央高校基本科研业务费专项资金（编号：2025ZYGXZR038）。