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Angew. Chem. :通过多激发态切换克服X射线闪烁体中的热淬灭2024-06-02
X射线闪烁体在医疗诊断和工业领域得到了广泛应用。然而,在高温环境下,闪烁体的开发遇到了挑战,主要体现在闪烁效率的下降和发光强度的减弱。

近日,新加坡国立大学刘小钢教授和许国勤教授合作,提出了一种基于杂化钙钛矿(TpyBiCl5)的分子设计方法,该方法通过多激发态之间的相互转换来克服闪烁体中常见的“热猝灭”问题。

 

 

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杂化钙钛矿结构为调控发光中心提供了可能,其刚性框架稳定了三重态,使得TpyBiCl5的室温磷光量子效率比其有机配体Tpy高出大约12倍(45% 对比 3.8%)。更为关键的是,该钙钛矿内部组分的相互作用促成了不同激发态的混合。这一发现已通过实验和理论研究得到证实。

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TpyBiCl5闪烁体在213K和353K的检测极限分别为38.92 nGy s-1和196.31 nGy s-1,实现了通过热激活延迟荧光与磷光之间的闪烁模式转换。另外,随着温度的升高,通过不同的闪烁模式,X射线成像颜色会发生从黄色到绿色的显着变化,同时保较高的分辨率。

在该工作中,作者通过合理的分子计实现了具有温度依赖的多激发态闪烁体,使其在不同的温度下通过不同的闪烁模式(激发态)工作。该工作展示了通过调整不同激发态来解决X射线闪烁体热猝灭问题的新途径。

文信息

Overcoming Thermal Quenching in X-ray Scintillators through Multi-Excited State Switching

Dr. Min Wang, Dr. Zhongbo Zhang, Dr. Jing Lyu, Jian Qiu, Chang Gu, He Zhao, Dr. Tao Wang, Yiwen Ren, Prof. Shuo-Wang Yang, Prof. Guo Qin Xu, Prof. Xiaogang Liu

Angewandte Chemie International Edition

DOI: 10.1002/anie.202401949

 

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