近日，物理科學與技術學院發光與顯示團隊在紫外C應力發光領域取得重要進展，相關工作“Force-Induced Ultraviolet C Luminescence of Pr³⁺-DopedSr₂P₂O₇for X-Ray Dosimetry”以河北大學為第一單位發表在國際頂級期刊《Advanced Materials》（2024，2411804，IF = 27.4）。2022級碩士研究生李慧敏為論文第一作者，我校李磊朋博士、楊艷民教授和深圳大學彭登峰研究員為共同通訊作者。

應力發光有著數百年的悠久歷史，傳統的應用領域包括節能照明與顯示、信息存儲和讀取、多模態防偽、自供能探測等。近幾年，科研人員拓展了應力發光的應用邊界，將其應用到X射線探測領域，開發了一種極具應用前景的延時X射線探測技術，即通過探測應力發光強度可以反推X射線劑量。目前該技術均基于可見波段的應力發光，這與周圍環境光源波段相互重疊，因而該技術容易受到外界干擾。楊艷民教授、李磊朋副教授長期致力于紫外C波段的光子研究，包括可見到紫外C光子的上轉換、長余輝和應力發光，這為解決上述難題提供了思路。由于臭氧層的吸收，太陽光譜中的紫外C波段到達不了地球表面，因而采用紫外C波段可以避免環境光源的干擾。為此，提出了一種基于紫外C波段應力發光的延時X射線探測方法。在受到X射線輻照后，Sr₂P₂O₇:Pr³⁺體系能夠產生大量載流子并將其儲存于缺陷；爾后受到外界機械刺激后，這些被束縛的載流子得到釋放，電子-空穴復合并將能量傳遞給近鄰的Pr³⁺離子，從而產生應力發光。由于Pr³⁺離子特殊的電子組態，應力發光覆蓋了紫外C波段，峰值位于230 nm，這可以規避環境光源的干擾，從而極大提高了該項技術的可靠性。此外，230 nm波長也是目前應力發光最短波長之一。

以上工作得到了河北大學生命科學與綠色發展研究院、國家自然科學基金面上項目、國家自然科學基金青年項目、河北省教育廳青年拔尖人才項目、河北大學高層次引進人才項目、河北大學多學科交叉項目的經費資助以及河北大學物理科學與技術學院公共測試中心的大力支持。

論文鏈接：https://doi.org/10.1002/adma.202411804

（物理科學與技術學院、科學與技術創新研究院供稿）