Al4B2O9:Tb3+ 玻璃-陶瓷闪烁体，用于深地极端环境中的反热淬火X射线成像

《ACS Applied Materials & Interfaces》：Al4B2O9:Tb3+ Glass-Ceramic Scintillator for Antithermal Quenching X-ray Imaging in Deep-Earth Extreme Environments

玻璃闪胏体（GSs）在深地环境中具备耐高温 (>200 °C)、高湿等极端条件优势，但易因高声子能量和缺陷态引发热淬灭（TQ）导致检测效率下降。研究通过引入氟化物降低声子能量并调控浅缺陷态（0.74 eV），抑制TQ。Al4B2O9:Tb3+玻璃陶瓷实现188%高温抗TQ性能、20 lp mm-1空间分辨率及X射线诱导时间延迟成像，为深地环境GSs应用开辟新路径。

　　

在深地环境中，与晶体闪烁体相比，玻璃闪烁体（GSs）更能承受高温（>200°C）、高湿度等极端条件。然而，由于玻璃闪烁体本身的声子能量较高且缺陷较多，它们容易发生热猝灭（TQ），从而导致在高温下的检测效率降低。为了抑制高温下的热猝灭现象，研究人员通过引入氟化物来降低声子能量，并通过纳米晶化技术调控浅层缺陷的状态，从而研究辐射发光过程中声子和缺陷的机制。研究发现，较低的声子能量可以有效减少热载流子弛豫过程中的能量损耗，而浅层缺陷状态则有助于载流子在迁移至发光中心时的传输效率。这两种策略共同提升了辐射复合效率。基于以上研究，成功合成了一种具有较低声子能量（0.74 eV）和大量浅层缺陷状态的Al₄B₂O₉:Tb³⁺玻璃陶瓷（GC）。该材料在400°C时的抗热猝灭性能优异（达到188%），同时具备高空间分辨率（20 lp/mm^–1）和X射线诱导的延时成像能力。这一成果为玻璃闪烁体在深地环境中的应用开辟了新的途径。