作者:陆琦 来源: 中国科学报 发布时间:2021-1-14
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让纯有机闪烁体更“闪”

 

本报讯(记者陆琦)日前,西北工业大学柔性电子前沿科学中心黄维、南京工业大学先进材料研究院安众福团队与新加坡国立大学刘小钢课题组合作,成功实现了纯有机材料在X射线激发下的高效辐射发光,同时展现了该类材料在X射线探测、成像等领域的巨大应用潜力。相关成果在线发表于《自然—光子学》。

闪烁体是一类吸收高能粒子或射线后能够发光的材料。有机闪烁体作为闪烁体家族的全新材料,在柔性电子领域具有极大的潜在应用价值。但传统纯有机材料对X射线的吸收较弱,且只能产生源自于单线态的荧光发射。因此,生成比例达75%的三线态激子未被充分利用,限制了纯有机闪烁体材料发展。

针对这一难题,研究团队利用亮态三线态激子,实现了高效的纯有机闪烁体这一设计思想。他们通过理性分子设计,引入卤素重原子,不仅提升了X射线吸收能力,而且有效促进了三线态激子发光,进而提高激子利用率并增强了纯有机闪烁体的辐射发光性能。该闪烁体材料对X射线的检测限为33 nGy/s,是医学X射线成像使用剂量的1/167。

鉴于其高效、稳定的辐射发光特性,研究人员成功将该类材料应用于X射线成像领域。该成果不仅为探索新型闪烁体材料提供了一个基本的设计原则和全新途径,而且为发展用于无损射线检测、医学成像等领域的柔性X射线探测器提供了全新策略。

相关论文信息:

https://doi.org/10.1038/s41566-020-00744-0

《中国科学报》 (2021-01-14 第1版 要闻)
 
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