我國科研團隊開發(fā)出基于自移波性質(zhì)的二維鈣鈦礦
最近幾年,X/γ射線的探測在醫(yī)學(xué)成像、劑量測量、輻射防護等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。鉛鹵鈣鈦礦作為新興的閃爍材料而備受關(guān)注。然而,鉛鹵鈣鈦礦激子發(fā)光的斯托克斯位移較小,存在自吸收問題,大量激發(fā)光子無法被探測到,制約了該材料的探測性能和應(yīng)用。 科研團隊先前采用限域激子發(fā)光和摻雜劑等策略解決自吸收問題。然而,這些方法在抑制自吸收的同時造成了發(fā)光壽命的延長。近日,中國科學(xué)院深圳先進技術(shù)研究院醫(yī)學(xué)成像科學(xué)與技術(shù)系統(tǒng)重點實驗室團隊和華中科技大學(xué)光電子器件與三維集成團隊合作發(fā)現(xiàn),二維鈣鈦礦晶體中普遍存在的內(nèi)在應(yīng)變現(xiàn)象可顯著減少自吸收效應(yīng),同時不影響發(fā)光壽命。這一發(fā)現(xiàn)為高能γ射線探測和PET成像提供了新思路。相關(guān)研究成果以Self-wavelength Shifting in Two-dimensional Perovskite for Sensitive and Fast Gamma-ray Detection為題,在線發(fā)表在《自然-通訊》(Nature Communications)上。 二維鈣鈦礦單晶和薄膜在既往研究中已有關(guān)于應(yīng)變效應(yīng)的報道,而結(jié)構(gòu)起源等機理尚不清楚,且內(nèi)在應(yīng)變?nèi)绾翁嵘S鈣鈦礦的性能效果尚未闡明。該工作探究了一組具有良好量子和介電限域效應(yīng)的二維鈣鈦礦單晶?蒲腥藛T通過采用掠入射X射線衍射測量發(fā)現(xiàn),該晶體樣品表面存在壓縮應(yīng)變的現(xiàn)象。進一步,X射線光電子能譜分析和理論計算表明,這一壓縮應(yīng)變的結(jié)構(gòu)起因源自表面胺基的缺失。瞬態(tài)光致發(fā)光光譜研究揭示了從表面到體相的快速能量轉(zhuǎn)移過程,為實現(xiàn)“自移波”和快速發(fā)光壽命奠定了基礎(chǔ)。 |