[发明专利]基于钙钛矿的纳米闪烁体

说明书

一种纳米晶闪烁体，其包含涂覆在基底层上的钙钛矿基量子点薄膜层。量子点的分子式为CsPbX_aY_3‑a,CH₃NH₃PbX₃,或NH₂CH＝NH₂PbX₃,其中X和Y各自独立地为Cl，Br或I，且a为0‑3。基底层是铝基底，含氟聚合物基底，光纤板，陶瓷基底或橡胶基底。还公开了一种包含这种纳米晶体闪烁体的电离辐射检测器和电离辐射激发系统。

背景

闪烁体是发光材料，当被电离辐射激发时会表现出闪烁。它们能够吸收高能光子，并将吸收的能量转换为低能可见光子。对辐射检测材料的需求不断增长，导致对闪烁体进行了广泛的研究，以用于各种应用，包括辐射暴露监测，安全检查，X射线天文学和医学射线照相。参见Yaffe,M.J.and Rowlands,J.A.,Phys.Med.Biol.,1997,42,1-39；and Durie,B.G.and Salmon,S.E.,Science,1975,195,1093-1095。

传统闪烁体主要是大块晶体(例如，大块无机闪烁体)，其中包含重原子材料(例如，PbW0₄和Bi₄Ge₃0₁₂)。这些闪烁体虽然对电离辐射闪烁有效，但通常表现出显着的局限性，例如对电离辐射的敏感性低，放射发光的余辉和不可调谐的闪烁。参见Nagarkar,V.V.etak,IEEE T.Nucl.Sci.,45,492-496(1998)；and Baccaro,S.et ah,Nucl.Instrum.Methodsin Phys.,1995,361,209-215。此外，它们通常是在高温下生产的，例如1700摄氏度，这种条件需要耗费大量的能源。参见Weber,M.J.,J.Lumin.,2002,100,35-45。

需要开发一种新的用于辐射检测的闪烁体，而没有上述缺点。

摘要

本发明的一个方面是一种能够产生电离辐射激发的发射的纳米晶体闪烁器。

纳米晶体闪烁体包含涂覆在基底层上的钙钛矿基量子点的薄膜层。钙钛矿基量子点的分子式为CsPbX_aY_s-a,CH3NH₃PbX₃,或NH₂CH＝NH₂PbX₃,其中X和Y各自独立地为Cl，Br或I，且a为0-3。

值得注意的是，基底层可以是铝基底，含氟聚合物基底(例如，聚四氟乙烯，全氟烷氧基烷烃和乙烯四氟乙烯)，光纤板，陶瓷基底(例如，硝酸硅，碳化硅，氧化铝和碳化硼)。或橡胶基材(例如，乙丙二烯亚甲基橡胶，丁苯橡胶和硅橡胶)。

本发明的另一方面涉及一种电离辐射检测器。电离放射线检测器包括上述纳米晶体闪烁器和附接到纳米晶体闪烁器的基板层的光电检测器。

通常，光电探测器是光电倍增管(PMT)探测器，薄膜晶体管(TFT)光电二极管传感器，电荷耦合器件(CCD)传感器，互补金属氧化物半导体(CMOS)传感器或铟镓氧化锌(IGZO)TFT传感器。

在某些实施例中，本发明的电离辐射检测器出乎意料地以非常低的剂量率响应辐射。

本发明还涉及一种电离放射线成像系统，其包括上述纳米晶体闪烁体，附接到该纳米晶体闪烁体的基底层上的光电检测器，以及覆盖该薄膜的钙钛矿基量子点薄膜层的铝膜。纳米晶体闪烁体。光电探测器可以是上一段中阐述的光电探测器之一。可选地，电离辐射成像系统还包括数字照相机。

在下面的描述中阐述了本发明的细节。从以下附图和几个实施例的详细描述以及所附权利要求，本发明的其他特征，目的和优点将变得显而易见。

附图说明