近日,黃山學(xué)院化學(xué)化工學(xué)院青年教師陳濤聯(lián)合休斯頓大學(xué)、電子科技大學(xué)、昆明理工大學(xué)等多家科研單位合作,在金屬鹵化物閃爍體研究方向取得進(jìn)展,該成果以題為“Creating Extrinsic Self-Trapped Excitons by Isoelectronic Doping for Lead-Free High-Efficiency Light Emission and High-Performance X-ray Scintillators”(利用等電子摻雜策略構(gòu)造非本征自陷態(tài)激子實(shí)現(xiàn)無(wú)鉛高效熒光發(fā)光和高性能X射線閃爍體)發(fā)表在納米科學(xué)領(lǐng)域權(quán)威期刊《Nano Letters》 (Nature Index期刊收錄,影響因子:9.058)。陳濤擔(dān)任第一作者。該論文得到黃山學(xué)院高層次人才啟動(dòng)基金(2024xkjq010)、安徽省青年教師培養(yǎng)項(xiàng)目(No. DTR2023046)、安徽省高等學(xué)校自然科學(xué)基金(2023AH051368)的資助。
閃爍體是一種吸收高能X射線并將其轉(zhuǎn)化為低能可見(jiàn)光的一種材料。基于閃爍體的這種特性,被廣泛應(yīng)用于醫(yī)療檢查(X片以及CT等醫(yī)學(xué)檢測(cè))和安防檢查等領(lǐng)域。因此,發(fā)展高效輻射發(fā)光的X射線閃爍體材料對(duì)于制備高質(zhì)量的X射線成像設(shè)備具有重要意義。
本研究基于等電子摻雜策略,通過(guò)向[AgI4]3-四面體鏈狀一維CsAg2I3材料中引入Cu+離子,成功制備出非本征自陷態(tài)激子發(fā)光的閃爍晶體材料。實(shí)施等電子摻雜后得到的CsAg2?xCuxI3,其光致發(fā)光(PL)光譜與純相CsAg2I3和CsCu2I3均存在顯著差異,從而證實(shí)了CsAg2?xCuxI3非本征自陷態(tài)激子發(fā)光的特性,這種自陷態(tài)激子發(fā)光被認(rèn)為是Cu+摻雜后電子-聲子強(qiáng)烈耦合作用下的晶格振動(dòng)所導(dǎo)致的,并且其發(fā)光起源通過(guò)密度泛函理論(DFT)計(jì)算進(jìn)一步得到驗(yàn)證。Cu+摻雜的CsAg2?xCuxI3在室溫下展現(xiàn)出接近100%量子效率的明亮自陷態(tài)激子發(fā)光發(fā)射,并具有高達(dá)92000光子/MeV的穩(wěn)態(tài)X射線至藍(lán)光的轉(zhuǎn)換效率,展示了在X射線成像領(lǐng)域的應(yīng)用潛力。
這項(xiàng)研究通過(guò)離子摻雜策略創(chuàng)造非本征自陷激子以增強(qiáng)金屬鹵化物發(fā)光的策略,為發(fā)展新一代高效輻射發(fā)光金屬鹵化物閃爍體提供了重要借鑒。
新聞鏈接:https://www.hsu.edu.cn/16/21/c3716a202273/page.htm
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