Светящиеся кристаллы, являющиеся ключевыми преобразующими материалами для обнаружения высокоэнергетического излучения и визуализации, играют незаменимую роль в медицине, безопасности, промышленном неразрушающем контроле и высокоэнергетической физике. Традиционные люминесцентные материалы с ионами редкоземельных элементов (например, Tb³⁺, Eu³⁺) обладают отличными характеристиками, но сталкиваются с высокими затратами на сырье и узким спектром излучения. Не редкоземельные активированные неорганические стеклянные светящиеся материалы благодаря широкому выбору источников активации, широкополосному излучению и высокой устойчивости к окружающей среде стали центром исследований нового поколения материалов для детекции излучения. В статье систематически рассматривается механизм люминесценции и последние достижения в исследовании таких материалов, а также подробно обсуждаются основные системы, включая допирование переходными металлическими ионами (например, Mn²⁺, Cu⁺, Sn²⁺), композитные стекла с нанокристаллами оксидов и новые перовскитовые стекла (на основе свинца, марганца, меди). Подробно изложены инновационные стратегии в области сенсибилизации передачи энергии, контролируемого роста кристаллов in situ, галогенидной координационной инженерии и изготовления волоконных матриц, а также значительный прогресс в ключевых показателях, таких как улучшение светового выхода (до 311% по сравнению с BGO), прорыв в пространственном разрешении и устойчивость к термическому затуханию (с сохранением 63% интенсивности при 573 К). Одновременно подчеркиваются текущие проблемы, включая разрыв между световым выходом и теоретическими ожиданиями, противоречие между высокой степенью кристаллизации и оптической однородностью, недостаточную долговременную стабильность под облучением и замену свинца из-за токсичности. Будущие исследования должны сосредоточиться на многоуровневом управлении структурой, инженерии дефектов, безсвинцовом дизайне и интеграции устройств для продвижения применения не редкоземельных стеклянных светящихся материалов в высококлассной медицинской визуализации, промышленном неразрушающем контроле и экстремальных условиях обнаружения.
关键词
Стеклянные светящиеся материалы; не редкоземельные ионы; композитные стекла с нанокристаллами оксидов; переходные металлы; перовскит