锰卤化物基玻璃陶瓷闪烁体：极端环境下超稳定多功能X射线成像的新突破

为解决玻璃闪烁体(GS)在极端环境中发光不均匀和严重热淬灭等问题，研究人员设计出以Mn-Br多面体为发光中心的Al4B2O9:3% MnBr2 GS。该材料通过形成低声子能缺陷结构实现优异热稳定性，均匀纳米晶沉淀提升大面积发光均匀性，折射率匹配提高透光率，并整合温度检测功能拓展多模态检测特性，为极端环境应用提供创新解决方案。

　　

在极端环境（如太空、深海、地底和核反应堆）中进行X射线检测时，传统玻璃闪烁体(GS)面临发光不均和热淬灭(thermal quenching)两大难题。科研人员巧妙设计出含锰溴(Mn-Br)多面体发光中心的铝硼氧化物(Al₄B₂O₉:3% MnBr₂)玻璃陶瓷材料。相较于传统锰氧(Mn-O)体系，锰溴多面体单元凭借更低的声子能(phonon energy)和缺陷密度，展现出惊人的热稳定性。这些特殊结构还促进形成尺寸均一的纳米晶(nanocrystals)，使材料实现大面积均匀发光。更妙的是，析出的纳米晶与玻璃基质的折射率差异微小，赋予材料优异的光学透射率(optical transmittance)，显著提升成像分辨率。研究还发现四/八面体单元的温度依赖性发光差异，成功为材料整合温度检测功能，实现一材多用。这项研究为开发极端环境适用的超稳定多功能检测材料开辟了新思路。