Highly efficient copper halide scintillators for high-performance and dynamic X-ray imaging

闪烁体 放射发光 材料科学 闪烁 光致发光 光电子学 产量(工程) 光子 量子产额 光传递函数 光学 探测器 物理 荧光 冶金
作者
Quan Zhou,Jiwei Ren,Jiawen Xiao,Lin Lei,Feiyi Liao,Haipeng Di,Chao Wang,Lijun Yang,Qi Chen,Xiaofang Yang,Yiying Zhao,Xiaodong Han
出处
期刊:Nanoscale [Royal Society of Chemistry]
卷期号:13 (47): 19894-19902 被引量:61
标识
DOI:10.1039/d1nr03996b
摘要

Progress towards high performance X-ray detection and dynamic imaging applications, including nondestructive inspection, homeland security, and medical diagnostics, requires scintillators with a high light yield, a reasonable decay time, low cost, and eco-friendliness. Recently, copper halide scintillators have drawn tremendous attention due to their outstanding radioluminescence performance. Here, we first employed β-Cs3Cu2Cl5 as a high-performance scintillator, with a photoluminescence quantum yield (PLQY) of 94.6%, a radioluminescence light yield of 34 000 ± 4000 photons per MeV, a low detection limit of 81.7 nGyair s-1, and good operational stability under a total X-ray dose of 174.6 Gyair in air. In addition, this scintillator presents a high spatial resolution of 9.6 lp mm-1 at the modulation transfer function of 0.2 and a superb performance at 60 frames per second in our X-ray imaging system. Overall, this highly efficient scintillator demonstrates outstanding comprehensive performance and shows great potential for broad applications in X-ray detection and dynamic imaging.
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