近日，國際知名學術期刊《Journal of the American Chemical Society》以“One-Dimensional Hybrid Metal Halide with Polymer-Like Flexible Inorganic Chains and Glass-Forming Ability”為題，在線報道了我校材料科學與工程學院清潔能源材料與器件團隊在非晶輻射探測材料領域的最新研究成果。

X射線探測作為一種關鍵的檢測技術與研究方法，在醫(yī)學診斷、工業(yè)檢測、科學研究及安全檢查等諸多領域得到了廣泛應用。然而，在現(xiàn)有研究中，金屬鹵化物材料受其本征“軟晶格”特性制約，難以同時實現(xiàn)較高的探測靈敏度與良好的穩(wěn)定性。此外，該類材料在陣列化集成方面仍面臨較大困難，限制了其在大面陣高分辨率成像應用中的進一步發(fā)展。近年來，非晶金屬鹵化物材料的開發(fā)為解決上述問題提供了新的思路。然而，該類材料，尤其是具有一維結構的金屬鹵化物，存在熔融不穩(wěn)定性，導致其玻璃體系的制備至今仍鮮有成功案例。

針對上述問題，研究團隊設計合成了一系列具有不同無機鏈構型（角共享、邊共享、面共享）的一維金屬鹵化物單晶材料，并系統(tǒng)討論了不同構型對材料熱學、力學性質的影響。值得注意的是，具有角共享無機鏈的4-乙氨甲基吡啶鉛溴(4-EAMP)₂Pb₃Br₁₀表現(xiàn)出類聚合物的柔性特征，這一性質為其熔融過程提供了構象自由度，使其能在70 K的寬溫區(qū)間內穩(wěn)定熔融，并通過快速淬冷工藝實現(xiàn)大面積（直徑~6.5 cm）非晶玻璃的制備。非晶化的玻璃網(wǎng)絡結構阻礙了分子內離子的遷移路徑，顯著提高了材料的運行穩(wěn)定性；同時，優(yōu)異的熔融加工性使得該材料能輕易實現(xiàn)與薄膜晶體管（TFT）陣列的集成。最終，基于非晶(4-EAMP)₂Pb₃Br₁₀玻璃的X射線探測器實現(xiàn)了高達8581.7μC Gy_air^-1 cm^-2的靈敏度和在低劑量率下的多像素快速成像。上述工作為探索新型X射線探測材料、理解有機-無機雜化固體中熔融和玻璃化的起源及其結構表現(xiàn)提供了新的思路。

我校材料學院碩士研究生朱雨晨為論文的第一作者，侯宇教授、楊化桂教授和楊雙教授為本論文的通訊作者。研究工作得到國家自然科學基金、上海市基礎研究特區(qū)等項目的資助。

文獻鏈接：https://doi.org/10.1021/jacs.5c11135