X射线成像技术在疾病诊断、安全检测等方面得到了广泛的应用。闪烁体是X射线成像技术的核心部件。过去几十年间，技术的进步催生了多种闪烁体的出现，包括无机闪烁体和有机闪烁体，它们已在X射线成像中得到成功应用。然而，这些闪烁体仍面临若干问题和局限性。多数无机闪烁体因成本高昂、生长温度高以及制备过程耗时而受到限制。相反，衰减时间较短的有机闪烁体虽然经济实惠，但因原子序数低、辐射发光弱，导致X射线吸收效率低，从而限制了其在该领域的更广泛应用。因此，开发高性能闪烁体材料的需求仍然十分紧迫。Cu(I)基金属卤化物因具有高的光致发光量子产率（PLQY）、低毒性、大的斯托克斯位移等优点而备受关注，在X射线闪烁体成像领域展现出巨大的应用优势。然而，它们的X射线发光效率主要取决于有机配体与金属簇中心电荷转移之间的竞争关系。如何调控其电荷转移路径以增强辐射发光是始终存在的挑战。
针对上述问题，近日我校材料学院居佃兴副教授/机电学院李慧芳教授团队在高性能有机Cu(I)基卤化物闪烁体材料设计制备方面取得新进展，相关成果以“Solvent-Mediated Charge Transfer Regulation of Inner Core Clusters in Hybrid Copper(I)-Based Halides for High-Efficiency X-ray Scintillation”为题发表在国际著名期刊《Angewandte Chemie International Edition》上。联培硕士研究生董武佩为第一作者，居佃兴副教授和李慧芳教授为通讯作者，青岛科技大学为唯一通讯单位。文章链接：https://doi.org/10.1002/anie.202508444。
本研究利用溶剂介导策略调节有机Cu(I)基卤化物的配位环境和分子内电荷转移，以实现可调的高效辐射发光。机理研究表明，有机Cu(I)基卤化物中的内核配位团簇能够有效地吸收X射线，从而产生电子-空穴对，并转移到有机配体中以增强发光。相反，无配体结构在激发时缺乏与有机配体相关的激发态，导致发光减弱。由于优化了金属-配体电荷转移动力学，使其发光效率提高了5倍，峰值PLQY达到82.14%。相应地，在X射线下的辐射发光显著提高，其光产额达到73881 photons/MeV (C12H28N4Cu2I2)，分别约是标样LYSO和C6H18N2Cu2Br4的2.22倍和10倍，并表现出较好的光化学稳定性。基于C12H28N4Cu2I2闪烁体所制备的闪烁屏，其X射线成像分辨率达到9.7 lp/mm（厚度：30 μm），表现出优异的成像效果。该研究为新型铜(I)基金属卤化物闪烁体的制备提供了设计依据，拓展了其在低成本、高性能辐射探测领域的应用。同时，铜(I)基金属卤化物独特的同素异形结构及其可调的电荷转移特性，为理解铜卤化物结构家族内的结构-性质关系提供了宝贵见解，同时也为设计具有更广泛应用前景的新结构开辟了可能性。
近年来，居佃兴副教授聚焦于新型有机金属卤化物晶体材料的设计生长及其光电应用，相关成果分别发表于Nano Energy, 2025, 135, 110684；Chemical Engineering Journal, 2024, 490, 151823；ACS Materials Letters, 2023, 5, 2978-2986；Small, 2023, 202305083；Advanced Functional Materials, 2021, 31, 2009973。上述研究均获得国家自然科学基金、山东省自然科学基金等项目的资助。
