大家好~欢迎来到有机半导体神奇王国。我是你们的好朋友，科普鸭。上期介绍了有机半导体材料中的重要材料—共晶。这期我们再来讲讲闪烁体。其实有些晶体材料就是闪烁体。
什么是闪烁体？是不是和发光有关？它有什么用呢？
闪烁体是一类吸收高能粒子或射线后能够发光的材料[1]。闪烁体长下图这样，是不是还挺好看的？它可在辐射探测领域发挥着十分重要的作用！
室内光线下的闪烁体[2]
大家去医院拍过X光片吗？X光片，就是X光穿透照射拍摄成的图片[3]。由于X射线具有较强的穿透性，可以探测肉眼无法看见的物体内部结构。比如我们不小心撞伤了，特别疼，那么就得去医院给受伤部位拍X光片，看看是不是伤到骨头了。
由于人眼看不到X射线，需借助探测器进行观察和研究。当X射线通过光电材料时，可被转化为电信号或可见光信号，根据转换信号的不同可将探测器分为两种——直接探测器和间接探测器。
直接探测器（上）和间接探测器（下）示意图[4]
在直接探测器中，高能射线通过半导体材料转换为电信号。
在间接探测器中，高能射线通过闪烁体转换为可见光，再由传感器将可见光子转换为电信号。
因此，闪烁体就是X光机中将X射线转换为可见光的重要材料。闪烁体可分为两大类，即无机闪烁体和有机闪烁体。目前商业化使用的闪烁体主要为无机材料。然而，重金属（如铊）的毒性以及高昂的成本限制了闪烁体在医学等领域的应用[4]。
近年来，科研人员在有机闪烁体的研究上有所突破：通过低温溶液过程生长的有机半导体9,10-二苯基蒽(9,10-DPA)单晶对X射线有强烈响应，非常适合用于低成本、高灵敏度和低剂量的X射线成像[2]。
室内光线及X射线照射下的9,10-DPA
下面是有机半导体单晶9,10-DPA在X射线成像中的实际应用。科研人员利用有机单晶设计了如下装置，拍摄对象是小虾干。
利用该装置，科研人员成功拍到了下图清晰、漂亮的小虾干X射线成像。
这项研究成果证明，有机半导体材料在X射线成像相关方向大有可为，可用于医疗诊断、工业探伤、地质勘测等诸多领域[2]。
从实验室研究发现到实际应用还有很长的路要走，这就需要更多的小伙伴加入有机闪烁体的研究队伍。大家一起加油吧！
第一张X射线成像照片
威廉·康拉德·伦琴（Wilhelm Conrad Röntgen）：1845年3月27日—1923年2月10日，出生于德国莱茵州莱耐普城，物理学家，第一届诺贝尔物理学奖获得者，生前为德国慕尼黑大学物理学教授。于1895年发现了X射线。
1895年11月8日，伦琴在进行阴极射线的实验时，一个偶然事件引起了他的注意。当他把放电管用黑纸板包裹住时，不远处的氰亚铂酸钡屏幕发出微光。他敏锐地意识到这可能是某种从未被观察到的射线，这种射线可能具有特别强的穿透力，于是立即集中精力开始研究。他发现这种射线一般沿直线传播，在磁场作用下不会发生偏转，具有穿过不透明物体的能力。随后，他邀请夫人进入实验室，用他夫人的手拍下了世界上第一张X射线照片。因为当时对于这种射线的本质和属性了解得很少，所以伦琴称它为X射线，表示未知的意思[4-5]。
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参考资料：
[1] 闪烁体.[EB/OL].百度百科.[2023.10.19] https://baike.baidu.com/item/%E9%97%AA%E7%83%81%E4%BD%93/9126339?fr=ge_ala
[2] Mingxi Chen, Lingjie Sun, Xiangyu Ou, Huanghao Yang, Xiaogang Liu, Huanli Dong, Wenping Hu* and Xiangfeng Duan,* Organic Semiconductor Single Crystals for X-ray Imaging, Adv. Mater. 2021, 2104749. DOI:10.1002/adma.202104749
[3] X光片.[EB/OL].百度百科. [2023.10.19]https://baike.baidu.com/item/x%E5%85%89%E7%89%87/2183967?fr=ge_ala
[4] 陈明希. 有机单晶闪烁体的制备及其X射线探测和成像应用[D]. 天津:天津大学, 2021.
[5] Alan Chodos. November 8, 1895: Roentgen’s Discovery of X-Rays[EB/OL]. American Physical Society News. [2023.10.19] https://www./publications/apsnews/200111/history.cfm
编辑、排版：刘莹
审核：张小涛 天津大学分子聚集态科学研究院教授