X 射线发光在生物分析中具有高灵敏、无自荧光背景、活体穿透深等优势。近年来，纳米晶闪烁体的 X 射线发光特性在分析传感、生物成像和光动力治疗等生物医学领域得到广泛的关注。然而，纳米晶闪烁体的可控制备、表面功能化、发光机制研究仍然是 X 射线发光分析领域亟待解决的关键问题。为此，我们利用钙钛矿纳米晶体作为一类新的闪烁体，通过离子调控实现了 X 射线彩色发光显示，揭示了纳米晶闪烁体与 X 射线发光效率的构效关系，研制了基于钙钛矿纳米晶闪烁体的 X 射线平板探测器并实现了新一代的高分辨 X 射线成像技术。我们制备了高效的稀土掺杂的氟化物纳米晶的长余辉材料，通过不同稀土离子的掺杂实现了多色长余辉发光，结合密度泛函理论计算和电子顺磁共振谱以及热释发光曲线分析，阐明了 X 射线与稀土掺杂的氟化物基质晶格作用机制与长余辉光过程，发展了柔性 X 射线成像技术，并成功地开发了多功能的 X 射线发光光谱分析和高分辨 X 射线成像的仪器设备。