[发明专利]一种非铅金属卤化物高效闪烁体材料及制备方法

说明书

本发明的一种非铅金属卤化物高效闪烁体材料及制备方法属于半导体材料制备技术领域。所述的高效闪烁体材料，是金属卤化物Rb₂AgBr₃，制备方法包括：先将溴化铷、溴化混合研磨，200℃煅烧30h后加入三正丁基膦在球磨机中进行球磨，用254nm紫外灯进行监测，产物亮度不再增加时停止球磨，向球磨罐中加入去离子水，继续研磨，将得到的产物用乙醇清洗后，在80～210℃真空条件下热处理3小时，得到纯相Rb₂AgBr₃固体粉末样品。本发明合成了高纯度的具有X射线荧光性质的Rb₂AgBr₃固体材料，该材料有望用于医用X射线成像，且该材料对于环境和人体的伤害远远低于卤化铅钙钛矿闪烁体材料。

技术领域

本发明属于半导体材料制备技术领域，具体涉及一种非铅的高效闪烁体材料及其制备方法。

背景技术

X射线成像在工业材料检测、医学诊断和科学研究等领域得到了积极的应用。低剂量照射、高稳定性和高空间分辨率通常被认为是X射线成像最重要的特征。目前的X射线成像系统主要依靠闪烁器，这些闪烁器能够将X射线光子转换为可见光光子，然后由光电二极管阵列探测。传统的闪烁体，如铊掺杂碘化铯(CsI:Tl)和LuAG:Ce，通常需要昂贵而耗时的合成，这对器件的加工性能提出了重大挑战。与传统的闪烁体材料不同，用于X射线探测器的卤化铅钙钛矿开始显示出制作简便、响应快和空间分辨率好的优点。然而，相对较低的X射线光产率、铅毒性和不稳定性极大地限制了它们在低剂量照射、无危害制造、实时监测高端X射线成像领域的应用。

综上所述，由于传统闪烁体材料需要复杂耗时的制备工艺，以及卤化铅钙钛矿作为闪烁体材料面临的铅的毒性对环境和人体的危害，找到一种低毒或者无毒的金属卤化物材料作为传统闪烁体材料的替代，就具有十分重要的意义。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，提供一种可供选择的新型金属卤化物作为X射线闪烁体，以解决传统闪烁体的毒性问题以及合成需要高温条件的问题。

本发明的技术问题通过以下技术方案解决：

一种非铅金属卤化物高效闪烁体材料，是金属卤化物Rb₂AgBr₃。

一种非铅金属卤化物高效闪烁体材料的制备方法，首先将溴化铷、溴化银按照摩尔比8～1:4混合，在研钵中研磨30min后转移至磁舟中，200℃煅烧30h后转移至盛有玛瑙球的玛瑙罐中，加入三正丁基膦进行研磨，三正丁基膦的用量为每1mmol溴化银使用20～80uL，混合物由蓬松的淡黄色粉末逐渐变硬并且附着在容器壁上，随着研磨的进行，逐渐变成白色的粉末，用254nm紫外灯进行监测，产物亮度不再增加时停止球磨，向球磨罐中加入去离子水，继续研磨，将得到的产物用乙醇清洗后，在80～210℃真空条件下热处理3小时，得到纯相Rb₂AgBr₃固体粉末样品。

在本发明的一种非铅金属卤化物高效闪烁体材料的制备方法中，为了保证Rb₂AgBr₃固体粉末的相纯度及光产率，溴化铷、溴化银最佳投料比为2:1。

在本发明的一种非铅金属卤化物高效闪烁体材料的制备方法中，为了得到X射线照射下光产率最高的样品，三正丁基膦的优选用量为每1mmol溴化银使用60uL。

在本发明的一种非铅金属卤化物高效闪烁体材料的制备方法中，为了得到光产率最高的Rb₂AgBr₃，真空热处理的温度优选180℃。

有益效果：

本发明通过一种简单的机械球磨法，合成了高纯度的具有X射线荧光性质的Rb₂AgBr₃固体粉末样品，该材料有望用于医用X射线成像，且该材料对于环境和人体的伤害远远低于卤化铅钙钛矿闪烁体材料。

附图说明