1 1.上海师范大学 化学与材料科学学院, 上海 200234
2 2.中国科学院 上海硅酸盐研究所, 上海200050
3 3.上海大学 材料科学与工程学院, 上海 200444
4 4.上海理工大学 材料与化学学院, 上海 200082
近年来, 拥有高发光量子效率的低维钙钛矿/类钙钛矿结构金属卤化物在辐射探测领域展现出潜在的应用前景。本工作利用反溶剂扩散法生长了高光学质量的厘米级尺寸零维结构Cs3Cu2I5单晶, 并系统研究了其光学吸收、透过、光致激发和发射、时间分辨光致发光、X射线辐照发光、余辉、热释光以及伽马射线探测性能。溶液法制备的Cs3Cu2I5晶体的光学带隙为3.68 eV。在X射线激发下, Cs3Cu2I5单晶的蓝光发射峰位于448 nm, 来源于自陷激子发光。闪烁衰减时间主分量为947 ns (96%)。Cs3Cu2I5单晶的余辉水平与商用BGO晶体相当。此外, 该晶体作为伽马射线闪烁体也表现出29000 photons/MeV的高光产额, 与熔体法制备的Cs3Cu2I5晶体闪烁性能相当。本研究证实了低成本制备高性能Cs3Cu2I5闪烁晶体的可行性。
零维钙钛矿 闪烁体 Cs3Cu2I5单晶 反溶剂扩散法 布里奇曼法 zero-dimensional perovskites scintillators Cs3Cu2I5 single crystal anti-solvent diffusion method Bridgman method
1 上海大学材料科学与工程学院, 上海 200444
2 中国科学院上海硅酸盐研究所, 上海 200050
3 上海理工大学材料科学与工程学院, 上海 200082
金属卤化物低维钙钛矿具有高效的发光性能, 并且作为闪烁体在辐射探测领域表现出极大的潜力。本文采用布里奇曼坩埚下降法生长出全无机零维钙钛矿结构Cs3Cu2Br5单晶。研究了Cs3Cu2Br5的光学吸收、光致激发和发射, 时间分辨光致发光和以及X射线探测性能。Cs3Cu2Br5晶体结构为正交晶系, 空间群为Pnma。在X射线激发下, Cs3Cu2Br5晶体具有峰值约为467 nm的宽带发射, 该发射来自自陷激子发射。Cs3Cu2Br5的稳态光产额约为4 000 ph./MeV, 且X射线余辉性能表现与BGO晶体相当。
零维钙钛矿 闪烁体 Cs3Cu2Br5单晶 坩埚下降法 X射线探测 自陷激子 zero-dimensional perovskite scintillator Cs3Cu2Br5 single crystal Bridgman method X-ray detection self-trapped exciton
