近日，我院雷磊研究员团队在X射线激发余辉发光领域取得重要进展，研究成果以“Efficient Multicolor X-ray Excited Persistent Luminescence Enabled by Gd-mediated Trap Clusters”为题，发表在国际知名期刊Nature Communications上。中国计量大学为该论文第一单位，我校研究生杨斌和青年教师李德洋为论文共同第一作者，雷磊研究员为论文唯一通讯作者。

余辉发光是指材料在外部激发停止后仍能持续发射光子的现象，在光学数据存储、夜视显示、无源医学诊断以及高分辨率X射线成像等领域具有重要应用价值。尽管余辉现象早在17世纪初即被发现，但目前高效无机余辉发光材料仍主要局限于蓝光和绿光体系，例如CaAl2O4:Eu/Nd、SrAl2O4:Eu/Dy和 Sr4MgSi2O7:Eu/Dy等。更长波段余辉发光（如黄光和红光）通常依赖硫化物基质，但其普遍存在稳定性差、亮度低等问题。因此，如何在高稳定性且可批量制备的无机材料中实现高效、多色余辉发光，仍是该领域面临的关键挑战。

针对上述问题，研究团队创新性提出了一种基于陷阱团簇结构设计的余辉性能增强新策略。如图1所示，在氟氯化物基质中构建了Gd3+介导的陷阱团簇结构，有效缩短了载流子迁移路径，显著抑制了长距离迁移过程中的能量损耗，大幅提升了陷阱电子的能量迁移效率。以Gd3+作为能量桥接中心，能够高效填充Eu2+、Sm2+、Tb3+和Mn2+等多种发光中心的激发态能级，从而实现了高亮度多色余辉发光。其中，BaFCl:Gd/Eu虽为窄带发射（半高宽FWHM ≈ 30 nm），但余辉强度达到商用SrAl2O4:Eu/Dy（FWHM ≈ 72 nm）的3.5倍，同时具有优异的环境稳定性。进一步研究表明，Eu2+的紫色余辉可作为钙钛矿量子点的激发光源，实现440-700 nm可见全波段彩色显示；而Sm2+的余辉发光则可用于低剂量、高分辨延时X射线成像。

图 1 （a）余辉增强机理示意图；（b）可见余辉全光谱调控。

论文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-026-68799-1