[发明专利]一种二价金属阳离子掺杂的Cs3

说明书

本发明公开了一种二价金属阳离子掺杂Cssubgt;3/subgt;Cusubgt;2/subgt;Isubgt;5/subgt;纳米晶闪烁体及其制备方法和应用。本发明的纳米晶，其化学式为Cssubgt;3/subgt;Cusubgt;2/subgt;Isubgt;5/subgt;:Msupgt;Ⅱ/supgt;，其中，Msupgt;Ⅱ/supgt;表示除Cu外的二价金属离子，Msupgt;Ⅱ/supgt;占据部分Cusupgt;+/supgt;的离子位点。本发明制备得到的二价金属阳离子掺杂Cssubgt;3/subgt;Cusubgt;2/subgt;Isubgt;5/subgt;纳米晶在X射线激发下具有较高的荧光强度，较短的余辉、良好的辐射稳定性和热稳定性，为制备低成本、高分辨率的柔性X射线探测技术提供了合适的闪烁体材料，在医学成像、无损探伤和太空探索等辐射探测领域具有潜在的应用前景。

技术领域

本发明属于无机半导体发光材料技术领域，具体涉及一种具有高X射线吸收系数、高光产额且具有良好稳定性的二价金属阳离子掺杂的Cs₃Cu₂I₅纳米晶及其制备方法和应用。

背景技术

随着科学技术的迅速发展，人类社会对高能射线(X射线、γ射线)及高能粒子的探测质量要求也在不断提高。闪烁体作为一种辐射探测材料，可以通过将高能辐射转化为可见光以实现辐射探测，在医学成像、无损探伤、核研究及空间探索等领域具有不可替代的作用。然而目前常用闪烁体材料多为块状单晶，不仅制备工艺复杂、成本高、发光效率不足，而且难以制成大面积柔性薄膜。铅基卤化物钙钛矿材料由于其具有高发光效率和高辐射吸收系数引起了大家的广泛关注。但是由于其本征稳定性较差以及含有剧毒的铅元素，使其商业化应用受到了严重限制。

发明内容

为了改善现有技术的不足，本发明的目的是提供一种辐射吸收系数高、发光效率高以及具有良好的辐射稳定性和热稳定性的二价金属阳离子掺杂Cs₃Cu₂I₅纳米晶及其制备方法和应用。

本发明的目的是通过如下技术方案实现的：

一种二价金属阳离子掺杂Cs₃Cu₂I₅纳米晶，其化学式为Cs₃Cu₂I₅:M^Ⅱ，其中，M^Ⅱ表示除Cu外的二价金属离子，M^Ⅱ占据部分Cu⁺的离子位点；所述M^Ⅱ选自Mn、Ca、Cd、Mg、Eu、Sn、Ni、Pb、Fe、Ba、Zn、Sr、Nd、Sm等二价金属离子中的一种、两种或多种，例如为Mn、Ca。

根据本发明的实施方案，所述纳米晶中，M^Ⅱ与铜离子的摩尔含量比为0-20mol％，优选为7-16mol％，例如为7mol％、8mol％、9mol％、10mol％、11mol％、12mol％、13mol％、14mol％、15mol％、16mol％。

根据本发明的实施方案，所述纳米晶的形貌均匀。

根据本发明的实施方案，所述纳米晶的粒径为10-200nm，优选为30-150nm，例如为30nm、40nm、50nm、60nm、70nm、80nm、90nm、100nm、110nm、120nm、130nm、140nm、150nm。

根据本发明的实施方案，所述纳米晶具有优异的X射线致发光性能。

根据本发明的实施方案，所述纳米晶具有优异的热稳定性，例如其能够在空气中耐150℃以上的温度，例如为200℃。

根据本发明的实施方案，所述纳米晶为正交相。

根据本发明的实施方案，所述纳米晶中，M^Ⅱ在所述纳米晶中呈弥散性分布，而不是富集在某一区域中。