来源：X-MOL
X射线闪烁体可以将X射线光子转化为能量较低的可见光子，并已广泛应用于工业探伤、医疗诊断、安全检查、石油测井、环境监测等领域。近年来，具有大 X 射线吸收系数、优异光电性能和固溶加工性的铅基金属卤化物显示出卓越的闪烁性能，在 X 射线检测和成像方面前景广阔。然而，Pb2+ 的毒性由小斯托克斯位移引起的自吸收抑制了它们作为闪烁体的大规模应用。为了克服这些问题，将 Pb2+与其他元素一起获得低毒和大斯托克斯位移的无铅金属卤化物引起了极大的兴趣。
三价镧系元素 （Ln3+） 离子具有低毒性、大斯托克斯位移和明显的能级跃迁，通常表现出丰富而独特的发射，在紫外 （UV） 到近红外 （NIR） 区域范围内具有尖锐的线条。此外，引入 Ln3+离子掺杂剂 引起的量子产率提高、量子切割效应、缺陷钝化、多模发光等，可为无铅金属卤化物带来极好的潜力，在X射线成像、固态照明、夜视、信息存储、光学测温等方面的应用。迄今为止，有许多关于 Ln 掺杂金属卤化物的报道，但由于合成困难，少数集中在 Ln 基金属卤化物上，这限制了 Ln 基金属卤化物作为 X 射线成像领域闪烁体的发展。根据以往的报道，由于 Ln 元素具有很强的氧亲和性和亲水性，因此难以用传统的溶剂热法制备具有高结晶度的 Ln 基金属卤化物，而 Ln 卤化物在混合溶液中的溶解度与其他金属卤化物有很大差异。尽管有一些报道称通过高温固相合成或热注射法合成了 Ln 基金属卤化物，但这种高温条件极大地限制了它们的发展。因此，有必要开发一种简单、快速、温和的合成方法来制备 Ln 基金属卤化物，并进一步探索它们在 X 射线成像领域作为闪烁体的潜力。
在此，一系列Cs3LnCl6（Ln = Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu）在室温下通过重结晶法合成了金属卤化物微晶 （MCs）。基于该方法，研究了单元素MCs一次大规模生产和可回收再结晶的可行性，以及相关高熵Ln基金属卤化物晶体的制备。采用密度泛函理论 （DFT） 计算来探索 Cs 部分的 4f → 5d 跃迁或 Cl → Ln 电荷转移跃迁Cs3LnCl6 MCs，可以克服 4 f → 4 f 奇偶校验禁止的跃迁，并为它们在近紫外区域带来更好的吸收能力和出色的 PL 性能。随后，Cs3TbCl6在这些 C 中，光致发光量子产率 （PLQY） 最高，为 90.8%Cs3TbCl6被选中来研究 X 射线成像应用的潜力。在 X 射线照射下，Cs3TbCl6将具有优异 X 射线闪烁性能的 MCs 粉末与聚二甲基硅氧烷 （PDMS） 结合制备相关薄膜，显示出出色的 X 射线成像能力。