2D Perovskite Neutron Scintillators with Nanosecond Time Resolution and Linearity Energy Response

闪烁体 中子 材料科学 中子探测 中子温度 中子俘获 闪烁 钙钛矿(结构) 核物理学 物理 光学 化学 探测器 结晶学
作者
Pengying Wan,Tong Jin,Runlong Gao,Xiao Ouyang,Zhelin Feng,Guangda Niu,Jiang Tang,Linyue Liu,Xiaoping Ouyang
出处
期刊:Advanced Functional Materials [Wiley]
卷期号:34 (4) 被引量:17
标识
DOI:10.1002/adfm.202308263
摘要

Abstract Fast and high‐linearity detection of fast neutron is vital for special nuclear material seeking, nuclear accident emergency response, nondestructive neutron imaging, and neutron cancer therapy. Neutron scintillators with fast time resolution and linear energy response are indispensable for precisely acquiring the energy and temporal evolution of fast neutron, but none of the conventional neutron scintillators, whether organic, two‐component or inorganic, have performed well in this regard. To address these challenges, it is urgent to develop novel neutron scintillators. Here, 2D hybrid perovskite single crystals (C 4 H 12 N) 2 PbBr 4 (BA 2 PbBr 4 ) successfully combined with fast response time of 2.66 ns and linear energy response to fast neutrons, γ ray, and α particle, is reported. The rapid response time and linear energy response of 2D hybrid perovskite scintillator originate from intensive states density of lead halide frameworks, which are the key fluorescence emitters under neutron irradiation. This effectively suppresses the ionization quenching effect during the fluorescence process. This work represents a milestone in fast neutron detection, demonstrating a new type of neutron scintillator based on 2D hybrid perovskite single crystals with fast and high‐linearity detection characteristics, having great potential in high precision neutron spectrum measurement and nuclear reaction kinetics monitoring.
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