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Highly Stable Organic Antimony Halide Crystals for X-ray Scintillation
ACS Materials Letters ( IF 9.6 ) Pub Date : 2020-05-01 , DOI: 10.1021/acsmaterialslett.0c00133 Qingquan He 1 , Chenkun Zhou 2 , Liangjin Xu 1 , Sujin Lee 1 , Xinsong Lin 1 , Jennifer Neu 3 , Michael Worku 4 , Maya Chaaban 1 , Biwu Ma 1, 2, 4
ACS Materials Letters ( IF 9.6 ) Pub Date : 2020-05-01 , DOI: 10.1021/acsmaterialslett.0c00133 Qingquan He 1 , Chenkun Zhou 2 , Liangjin Xu 1 , Sujin Lee 1 , Xinsong Lin 1 , Jennifer Neu 3 , Michael Worku 4 , Maya Chaaban 1 , Biwu Ma 1, 2, 4
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Scintillators are utilized for X-ray detection in many important fields ranging from homeland security to health care. Developing low-cost, high-performance scintillation materials to address the issues of existing commercially available ones is of great interest. Recently, organic metal halide hybrids have emerged as highly promising luminescent materials with excellent optical properties and low-temperature solution processability. Herein, we report a zero-dimensional organic metal halide hybrid, (PPN)2SbCl5 (PPN = bis(triphenylphosphoranylidene)ammonium cation), as an X-ray scintillation material with high light yield and exceptional environmental stability. Our study shows that (PPN)2SbCl5 single crystals prepared by solution growth exhibit visible photoluminescence with a quantum efficiency of 98.1%. When excited by X-rays, (PPN)2SbCl5 single crystals exhibit radioluminescence with a near-perfect linearity over a large range of X-ray dose rates and a light yield of ∼49000 ph MeV–1, which is comparable to that of a commercial CsI(Tl) scintillator (∼54000 ph MeV–1). Moreover, the detection limit of (PPN)2SbCl5 (191.4 nGyair s–1) is much lower than the required value for regular medical diagnostics (5.5 μGyair s–1). (PPN)2SbCl5 single crystals also display remarkable stability, with little-to-no change in properties after storage under ambient conditions for 2 years.
中文翻译：
用于X射线闪烁的高度稳定的有机卤化锑晶体
从国土安全到医疗保健，许多重要领域都将闪烁体用于X射线检测。开发低成本，高性能的闪烁材料以解决现有的市售闪烁材料引起了极大的兴趣。近来，有机金属卤化物杂化物已经成为具有良好的光学性能和低温溶液可加工性的高度有前途的发光材料。在本文中，我们报告了一种零维有机金属卤化物杂化物（PPN）2 SbCl 5（PPN =双（三苯基磷酰亚烷基）铵阳离子），它是一种具有高光收率和出色的环境稳定性的X射线闪烁材料。我们的研究表明（PPN）2 SbCl 5通过溶液生长制备的单晶显示出可见的光致发光，量子效率为98.1％。当通过X射线激发时，（PPN）2 SbCl 5单晶在大范围的X射线剂量率下具有接近完美的线性的放射致发光性，光产率约为49000 ph MeV –1，与之相当。商用CsI（Tl）闪烁体（约54000 ph MeV –1）。另外，检测限（PPN）2的SbCl 5（191.4 NGY空气小号-1）比常规医疗诊断（5.5μGy所需的值要低得多空气小号-1）。（PPN）2锑5 单晶也显示出显着的稳定性，在环境条件下保存2年后其性能几乎没有变化。
更新日期：2020-05-01
中文翻译：
用于X射线闪烁的高度稳定的有机卤化锑晶体
从国土安全到医疗保健，许多重要领域都将闪烁体用于X射线检测。开发低成本，高性能的闪烁材料以解决现有的市售闪烁材料引起了极大的兴趣。近来，有机金属卤化物杂化物已经成为具有良好的光学性能和低温溶液可加工性的高度有前途的发光材料。在本文中，我们报告了一种零维有机金属卤化物杂化物（PPN）2 SbCl 5（PPN =双（三苯基磷酰亚烷基）铵阳离子），它是一种具有高光收率和出色的环境稳定性的X射线闪烁材料。我们的研究表明（PPN）2 SbCl 5通过溶液生长制备的单晶显示出可见的光致发光，量子效率为98.1％。当通过X射线激发时，（PPN）2 SbCl 5单晶在大范围的X射线剂量率下具有接近完美的线性的放射致发光性，光产率约为49000 ph MeV –1，与之相当。商用CsI（Tl）闪烁体（约54000 ph MeV –1）。另外，检测限（PPN）2的SbCl 5（191.4 NGY空气小号-1）比常规医疗诊断（5.5μGy所需的值要低得多空气小号-1）。（PPN）2锑5 单晶也显示出显着的稳定性，在环境条件下保存2年后其性能几乎没有变化。
京公网安备 11010802027423号