包含碳黑或量子点。一维纳米材料可为纳米线、纳米棒、纳米管、 或纳米纤维等结构。一维纳米材料的实例包含纳米碳线、单壁纳米碳管（SWCNT)、双壁纳米 碳管（DWCNT)、多壁纳米碳管（MWCNT)、纳米碳纤、和任何其他无机纳米线如纳米硅线。一维 纳米材料的平均长度可介于约〇. 01 Um至100 ym之间，且一维纳米材料的平均直径可介于 约Inm至IOOnm之间。二维纳米材料的结构可为片状、膜状、或板状。二维纳米材料的实例 包含石墨烯、石墨烯氧化物、还原的石墨烯氧化物、钻石膜、和二氧化硅（SiO 2)膜。三维纳 米材料（如基体材料）的实例包含石墨、钻石、和硅晶圆。载体130可由下列至少一种材料 制成：碳（C)、娃（Si)、中孔材料、高分子、陶瓷、金属、离子盐、任何其他材料。在一实施方式 中，异质元素可掺杂至载体中，且掺杂比率高于15原子百分比（at%)。在另一实施例中， 异质元素可掺杂至载体中的掺杂比率可高于25原子百分比（at%)。在又一实施方式中， 异质元素掺杂至载体中的掺杂比率可高于32. 15原子百分比（at% )。异质元素可掺杂于 硅系统如二氧化硅膜或硅晶圆中，且掺杂比率高于10原子百分比（at% )。
[0032] 异质元素140为辐射吸收元素，其具有较大的辐射吸收截面。异质元素140可包 含选自下列的金属：硼（B)、锂（Li)、钆（Gd)、钐（Sm)、铕（Eu)、镉（Cd)、镝（Dy)、铅（Pb)、铁 (Fe)、镍（Ni)、和银（Ag)。异质元素140的尺寸可介于约0. 05nm至几十纳米之间。
[0033] 在某些实施方式中，载体130由碳制成，而异质元素130为硼。辐射吸收材料110 中的硼与碳的摩尔比可介于约〇. 1至约1〇〇之间。此外，辐射吸收材料110的硼浓度可介 于约0.0 lat%至约50at%之间。
[0034] 异质元素140掺杂至载体130中的方法可分为两种：嵌入法与取代法。异质元素 140的原子团簇物陷入或嵌入二维的载体130的层与层之间，即所谓的嵌入法。图2与图3 为硼嵌入至双壁纳米碳管的俯视图。如图2所示，硼原子的团簇物210陷入纳米碳管220 的中心。如图3所示，硼原子的团簇物310嵌入纳米碳管320的层与层之间。
[0035] 当载体130的至少一个原子被异质元素140的原子取代时，载体130的其他原子 与该异质元素140的原子之间将产生化学键结，此即所谓的取代法。图4为硼取代碳晶格 的实例的示意图。如图4所示，硼原子420取代碳纳米管晶格中的一个碳原子410。
[0036] 除了掺杂以外，异质元素140可藉由官能基化连结至载体130,而异质元素140的 原子可链接至载体130的原子。官能基化的方法包含共价键结、非共价键官能基化、和吸 附。
[0037] 在共价键结的方法中，化学共价键形成于异质元素140与载体130的原子之间。 通常可先氧化载体，再进行氧化还原（redox)反应以达上述目的。首先，先以强氧化剂如硝 酸、KMnO 4Al2SO4、或氧气处理载体130如纳米碳管，往往氧化载体130并随后形成含氧官能 基于载体130的表面上。这些含氧官能基为化学活性基团，可作为后续化学活化中心，经由 氧化还原反应键结异质元素140的原子。因此，第二步是使氧化载体与含有异质元素140 的原子的反应性化合物（如盐类）进行氧化还原反应。
[0038] 在采用JT _作用力的非共价键官能基化的方法中，在未扰乱载体130的电子网络 的情况下将官能基连结至载体130。当异质元素140中的配位分子为JI-作用力中的金属 阳离子时，主宰阳离子--作用力者为静电及诱导能的组合。对于利用阳离子--作用 力的金属阳离子，已经设计了具有强束缚能与高选择性的多种受体，如Na+、Ag+、和Fe 2+。
[0039] 在吸附法中，采用还原剂或无需还原剂直接还原熔融前驱物（如金属盐），使异质 元素140的金属纳米粒子连结至基于碳的载体130。
[0040] 辐射吸收材料的制备方法
[0041] 图5为示例性实施方式的制备图1所示的辐射吸收材料110的方法的流程图。在 此实施例中，异质元素140为硼。此外，此实施例的载体130为纳米碳管。
[0042] 当异质元素140为硼时，硼的形成方法可采用如下方法的至少一种：固态硼前 驱物、液态硼前驱物、和气态硼前驱物。固态硼前驱物的实例包含氧化硼（B 2O3)、碳化硼 (B4C)、氮化硼（BN)、硼酸（H3BO 3)、或任何其他含硼化合物。液态硼前驱物的实例包含硼酸 水溶液（H3B03(aq))、硼酸三乙酯（C 6H15BO3)、或类似物。气态硼前驱物的实例包含三乙基硼烷 ((C 2H5) 3B)、三氯化硼（BCl3)、乙硼烷（B2H6)、等等。
[0043] 当固态硼前驱物为氧化硼（B2O3)时，氧化硼（B2O3)与纳米碳管之间的反应如下 式：
[0044] xB203+ (2+3x)CCNT- 2BxCcnt+3xC0
[0045] 其中(^指的是纳米碳管，而x为大于或等于0的整数。
[0046] 制备辐射吸收材料110的过程中，起始的过程510为预处理包含固态硼前驱物与 原始纳米碳管的原料。原料中的硼与碳的摩尔比可介于1至10之间。原始纳米碳管为疏 水性，且因强的范德华力而倾向捆在一起。捆在一起的原始纳米碳管会降低纳米碳管与硼 前驱物之间的接触面积，由此降低硼在纳米碳管中的掺杂比率。预处理过程510的目的在 于增加纳米碳管与硼前驱物之间的接触面积。
[0047] 在预处理过程510中，先将固态硼前驱物溶解于溶剂中。溶剂包含水、有机溶剂和 离子溶剂中的至少一种。可加热或不加热溶剂。接着将原始纳米碳管加入溶剂中。在某些 实施方式中，在将纳米碳管加入溶剂前，先改性纳米碳管使其具有亲水性，以增加纳米碳管 与硼前驱物之间的接触面积。在某些其他实施方式中，可将分散剂加入溶剂。在将原始纳米 碳管加入溶剂中之后，将原始纳米碳管与硼前驱物均匀混合于溶剂中。通过如下至少一种 混合方法在溶剂中混合原始纳米碳管与硼前驱物：辅助超声处理（co-sonication)、含浸、 共沉淀、或上述的组合。接着加热含有原始纳米碳管与硼前驱物的溶液，以移除多余溶剂。 最后过滤出纳米碳管与硼前驱物，并干燥成混合粉末。
[0048] 图6A为一比较例的未进行任何预处理的制备的纳米碳管610与硼前驱物620的 混合物的示意图。如图6A所示，纳米碳管610捆在一起，因此硼前驱物620与纳米碳管610 无法均匀混合。图6B为先进行预处理过程510后，再制备纳米碳管630与硼前驱物640的 混合物的示意图。如图6B所示，硼前驱物640均匀分散于纳米碳管630之间。
[0049] 回到图5,在预处理过程510后，进行反应过程520。在反应过程520中，于纳米碳 管与硼前驱物之间诱发碳热反应。
[0050] 在某些实施方式中，将纳米碳管与硼前驱物的混合粉末置于图7中所示的反应器 700。反应器700包含水平延伸的腔室710以容纳混合粉末、进气口 720位于腔室710的一 端、出气口 730位于腔室710的另一端、上方加热器740位于腔室710的上侧、以及下方加 热器750位于腔室710的下侧。