多金属氧酸盐，俗称：多酸（POMs），是由一类由高氧化态的前过渡金属元素 M（如 WVI，MoVI，TaV，VV，NbV等）通过氧桥连接而形成纳米或微米级的金属-氧簇类化合物，其结构特点主要是以氧为顶点的[MO6]八面体和[MO4]四面体通过共角、共边或者共面的形式连接而成。近年来，多酸在半导体材料领域崭露头角，如在钙钛矿和有机太阳能电池中，多酸作为电子传输层或空穴传输层能够有效提高其光电转换效率。尽管POMs表现出优异的半导体性能，但将其用作X射线探测器的活性层直接进行X射线探测和X射线成像尚未被探索。当然，POMs作为直接型X射线探测器可能具有以下独特的优势：首先，所构建的POMs探测器中的许多重金属（如W）可以大大提高对X射线阻挡能力，从而促进对X射线的有效吸收。此外，POMs的“电子海绵”特性能够保证POMs在获得或失去电子时保持结构完整性，这可以有效地促进光生载流子的分离。更重要的是，POMs优异的水稳定性确保了器件可以长期有效运行。因此，设计一种用于X射线探测和成像的POMs器件有利于扩大POMs在半导体领域的应用，进一步加深对POMs半导体特性的理解。

近期，魏浩桐教授课题组设计并构建了一种灵敏且水稳定的多酸FPEA-ZnW12X射线探测器，用于硬X射线的探测和成像。氢键、静电和阴离子-π相互作用的超分子相互作用不仅使FPEA-ZnW12具有优良的水稳定性，还缩短了[ZnW12O40]6–簇之间的距离，从而减少了离子迁移和暗电流。此外，O-FPEA-ZnW12圆片器件表面形成的杂多蓝促进了X射线诱导载流子的有效分离和提取，提高了X射线探测的灵敏度。R/O-FPEA-ZnW12器件在120 kV硬X射线照射下，灵敏度高达3.1 × 104μC Gyair-1cm-2，最低可检测剂量率为69 nGyairs-1。此外，该多酸X射线探测器显示出优异的X射线成像能力和长期运行稳定性，在空气中暴露1年而没有任何封装的情况下没有任何衰减。相关研究成果发表在J. Am. Chem. Soc.杂志（J. Am. Chem. Soc.2024,146, 38, 26207–26215.）。

Keggin-型多酸（FPEA-ZnW12）直接型X射线探测器的器件结构示意图及其低剂量成像。