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Organo-Metal Halide Scintillator with Weak Thermal Quenching Up to 200 °C
The Journal of Physical Chemistry Letters ( IF 5.7 ) Pub Date : 2022-06-21 , DOI: 10.1021/acs.jpclett.2c01573 Yanqing Wu 1, 2 , Junsheng Chen 3 , Daoyuan Zheng 4 , Xusheng Xia 5 , Songqiu Yang 1, 2 , Yang Yang 1, 2 , Jiaxin Chen 6 , Tõnu Pullerits 7 , Keli Han 1, 2, 4 , Bin Yang 1, 2
The Journal of Physical Chemistry Letters ( IF 5.7 ) Pub Date : 2022-06-21 , DOI: 10.1021/acs.jpclett.2c01573 Yanqing Wu 1, 2 , Junsheng Chen 3 , Daoyuan Zheng 4 , Xusheng Xia 5 , Songqiu Yang 1, 2 , Yang Yang 1, 2 , Jiaxin Chen 6 , Tõnu Pullerits 7 , Keli Han 1, 2, 4 , Bin Yang 1, 2
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The prominent thermal quenching (TQ) effect of organic–inorganic metal halides limits their applications for lighting and imaging. Herein, we report an organo-metal halide scintillator (TTPhP)2MnCl4 (TTPhP+ = tetraphenylphosphonium cation), which exhibits a weak TQ effect up to 200 °C under ultraviolet–visible light (efficiency loss of 5.5%) and X-ray radiation (efficiency loss of 37%). The light yield of the (TTPhP)2MnCl4 scintillator (37 000 photons MeV–1 at 200 °C) under X-ray radiation is >2 times that of the commercial scintillator LuAG:Ce (15 000 photons MeV–1 at 200 °C). The microscopic mechanism of the weak TQ effect is demonstrated to be the scintillator having the ability to compensate for the emission losses from trapped charges and the large Mn–Mn distance (10.233 Å) suppressing nonradiative recombination at high temperatures. We further demonstrate the applications of (TTPhP)2MnCl4 as high-power white-light-emitting diodes operated at currents of ≤300 mA and X-ray imaging at 200 °C with a high spatial resolution.
中文翻译:
具有高达 200 °C 的弱热猝灭的有机金属卤化物闪烁体
有机-无机金属卤化物突出的热猝灭(TQ)效应限制了它们在照明和成像方面的应用。在此,我们报道了一种有机金属卤化物闪烁体 (TTPhP) 2 MnCl 4 (TTPhP + = 四苯基鏻阳离子),在紫外-可见光下(效率损失 5.5%)和 X-射线辐射(效率损失 37%)。(TTPhP) 2 MnCl 4闪烁体(200 °C 时为 37 000 光子 MeV –1)在 X 射线辐射下的光产额是商业闪烁体 LuAG:Ce(15 000 光子 MeV –1 )的 2 倍以上在 200 °C)。弱 TQ 效应的微观机制被证明是闪烁体具有补偿被俘获电荷的发射损失的能力,以及在高温下抑制非辐射复合的大 Mn-Mn 距离(10.233 Å)。我们进一步展示了 (TTPhP) 2 MnCl 4作为在≤300 mA 电流下工作的高功率白光发光二极管和在 200 °C 下以高空间分辨率进行 X 射线成像的应用。
更新日期:2022-06-21
中文翻译:
具有高达 200 °C 的弱热猝灭的有机金属卤化物闪烁体
有机-无机金属卤化物突出的热猝灭(TQ)效应限制了它们在照明和成像方面的应用。在此,我们报道了一种有机金属卤化物闪烁体 (TTPhP) 2 MnCl 4 (TTPhP + = 四苯基鏻阳离子),在紫外-可见光下(效率损失 5.5%)和 X-射线辐射(效率损失 37%)。(TTPhP) 2 MnCl 4闪烁体(200 °C 时为 37 000 光子 MeV –1)在 X 射线辐射下的光产额是商业闪烁体 LuAG:Ce(15 000 光子 MeV –1 )的 2 倍以上在 200 °C)。弱 TQ 效应的微观机制被证明是闪烁体具有补偿被俘获电荷的发射损失的能力,以及在高温下抑制非辐射复合的大 Mn-Mn 距离(10.233 Å)。我们进一步展示了 (TTPhP) 2 MnCl 4作为在≤300 mA 电流下工作的高功率白光发光二极管和在 200 °C 下以高空间分辨率进行 X 射线成像的应用。