具有高效发光性能的亚铜卤化物纳米团簇应用于X-射线闪烁体（英文）

作者：李东阳; 谭清文; 任梦萍; 王文琦; 张炳林; 牛广达; 宫仲亮^*; 雷晓武^*

来源：Science China-Materials, 2023, 66(12): 4764-4772.

闪烁体可以将高能辐射转化为可见光,作为一种光电功能材料已经广泛应用于各种放射探测领域.虽然三维Pb基钙钛矿纳米晶可以开发为X射线闪烁体材料,但是其较低的光产额和铅毒性问题在一定程度上限制了其应用.为解决这一问题,本文重点关注零维金属卤化物发光材料,合成了一系列基于孤立[Cu4X6]2-纳米团簇的零维卤化物,并将其开发应用为闪烁体发光材料.在紫外线或蓝光激发下,该卤化物纳米团簇均显示出宽带光发射,发光颜色可覆盖绿色、橙色到红色,并且具有近乎100%的光量子产率和较大的Stokes位移(>1.3 eV).特别突出的是,该类卤化物纳米团簇由于较高的发光量子产率、较小的光学自吸收和较强的X射线衰减效率,表现出优异的X-射线闪烁发光性能,光产额最高可达到24,240 photons MeV-1.材料的闪烁发光强度与X射线剂量呈现线性关系,检测范围较宽,且检测极限(0.7563μGyairs-1)远低于常规医学诊断所要求的计量(5.5μGyairs-1).X射线成像结果表明该纳米团簇余晖衰减时间较短(1.3 ms),空间分辨率较高(14.83 lp mm-1),在医学成像等领域具有潜在的应用价值.该项工作表明,亚铜卤化物纳米团簇具有高效、稳定、无毒、发光效率高等优点,有望成为一种优异的新型闪烁体发光材料.

• 单位
  济宁学院; 华中科技大学