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东北大学徐燕课题组AOM:大面积高透明金属卤化物闪烁体还能这么

发布日期:2022-05-13 01:37   来源:未知   阅读:

  原标题:东北大学徐燕课题组AOM:大面积高透明金属卤化物闪烁体还能这么合成

  摘要:东北大学理学院徐燕教授课题组致力于简单、绿色的合成方法研究。他们最近采用提出的改进熔融法,制备出形状、尺寸可控的零维金属卤化物(C 20 H 20 P) 2 MnBr 4 透明介质,并将其用于制作高光产额,低检出限的闪烁体材料,实现了大面积高透明材料的X-射线成像。该工作的闪烁体性能检测与X-射线成像实验与华南理工大学发光材料与器件国家重点实验室夏志国教授课题组合作完成。

  图2. X射线成像系统的示意图,X-射线实物成像以及成像分辨率的测试及对比。

  X-射线检测在诸如无损产品检测、医疗诊断、太空探索等各种领域都非常重要。能够将X-射线光子转化为可见光光子的闪烁体材料,在X-射线探测领域起着至关重要的作用。目前,传统的X-射线 :Ce,CsI(Tl),Bi 4 Ge 3 O 12 单晶,由于其高光产额和优异的稳定性,已经得到商业化应用。但这些材料的性能需要进一步改进,例如将其透明化、大面积制备等。同时,其制备工艺仍然复杂且成本高。因此,为了满足实际需要,开发新的制备方法以实现X射线探测和成像中的大面积和高透明度的闪烁体仍然是一个挑战。

  针对这一问题,东北大学徐燕教授课题组开发了一种简单,绿色的熔融法,制备出了大尺寸及形状可控的(C 20 H 20 P) 2 MnBr 4 透明介质。通过对(C 20 H 20 P) 2 MnBr 4 透明介质成分的分析,研究发现熔融过程可以使晶相的(C 20 H 20 P) 2 MnBr 4 转变为非晶相。同样是得益于熔融法,本研究得到了高透明性的材料,并克服了以前通过溶液法生长的金属卤化物单晶相对小的尺寸和高成本的限制。性能测试表明,基于(C 20 H 20 P) 2 MnBr 4 透明介质的闪烁体能够获得~35000 photons per MeV的高光产额,103.1 nGy s −1 的低检出限在X射线探测实际应用中,获得了13.4 lp mm −1 的空间分辨率,并成功实现了对不同样本(虾以及虾中的金属针、电子器件)的检测。

  研究者相信,此项研究将会为基于金属卤化物的设计合成方法以及闪烁材料研究提供一种新的思路。相关论文在线发表在 Advanced Optical Materials 上。

  Advanced Optical Materials创刊于2013年,是一本报道材料科学领域与光-物质相互作用相关的突破性研究的跨学科国际期刊。其收录论文的研究领域包括光子学、等离激元光子学、超材料等。2021年影响因子为9.926。