【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及闪烁体材料，具体涉及二价锰离子掺杂的镉基金属卤化物纳米晶闪烁体材料及其制备方法与应用。
技术介绍
1、x射线探测器被广泛运用在医疗放射诊断、工业无损检测及高值仪器核心组件等应用领域，传统闪烁体（如 nai: tl和 csi: tl是最常见的商业闪烁体）目前已在无损检测、医学成像、空间探测器等领域中得到广泛应用。其表现出比较高的光产额，衰减时间约为200ns。但是，传统闪烁体存在合成周期长，生产成本高、发光效率低、空间分辨率低等问题，并且因其吸湿性强，从而导致稳定性差，这些阻碍了其在 x 射线成像中的进一步发展，无法满足x射线成像更高的需求。
2、近年来，金属卤化物闪烁体材料，特别是铅基卤化物钙钛矿，因其高x射线吸收能力和优异的光学特性，引起了极大关注，已成为x射线探测领域的研究热点。这些材料的高效发光性能和缺陷容忍度使它们在x射线成像技术中具有巨大的应用潜力，但是仍存在辐射稳定性不理想、不可避免的自吸收等问题，大大降低了光输出效率，而且铅是一种有毒元素限制了它们的商业化和大规模应用。
技术实现思路
1、本专利技术的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。
2、为了解决现有技术中存在的缺陷，发展稳定、高光产率、具有大stokes位移的非铅金属卤化物闪烁体材料受到了研究人员的青睐，具有优异发光和光电性能的金属卤化物材料，一般以纳米晶、单晶和多晶粉末的状态存在。其中，特别值得关注的是全无机金属卤化物纳米晶材料，该类材料不仅具
3、本专利技术还有一个目的是提供一种二价锰离子掺杂的镉基金属卤化物纳米晶闪烁体材料，其通过在cs3cd2cl7中掺杂二价锰离子，形成二价锰离子掺杂的镉基金属卤化物纳米晶闪烁体材料，实现青光向黄光的转换，进而实现了量子效率为20.6%的高效黄光发射，荧光寿命为0.652μs。
4、本专利技术还有另外一个目的是提供一种制备二价锰离子掺杂的镉基金属卤化物纳米晶闪烁体材料的方法，其具有工艺简单、低成本、绿色无污染、能够实现大规模工业化生产的优点。
5、本专利技术还有另外一个目的是提供一种闪烁体薄膜及其制备方法，所述闪烁体薄膜通过将二价锰离子掺杂的镉基金属卤化物纳米晶闪烁体材料分散于聚合物前驱体中，利用刮涂法制得，其闪烁强度为商用闪烁体csi: tl晶圆的1.3067倍，最低检测限为4.0138μgyair/s，成像分辨率约为16 lp/mm，能够有效应用于x射线医学成像、无损检测、工业探伤等领域。
6、为了实现根据本专利技术的这些目的和其它优点，提供了一种二价锰离子掺杂的镉基金属卤化物纳米晶闪烁体材料，其化学通式为：a3b2(1-a)mn2ax7，其中，a为cs，b为cd，x为cl，0＜a≤20。
7、优选的是，其中，0＜a≤0.2。
8、优选的是，其中，a为0.1。
9、本专利技术还提供一种制备二价锰离子掺杂的镉基金属卤化物纳米晶闪烁体材料的方法，其包括如下步骤：
10、步骤一、按照化学通式称取各原料制备前驱体溶液；
11、步骤二、将前驱体溶液于真空环境下加热；
12、步骤三、真空环境切换成惰性气体气氛，采用热注射工艺制备二价锰离子掺杂的镉基金属卤化物纳米晶闪烁体材料。
13、优选的是，其中，步骤三具体包括：将真空环境切换成氮气气氛，以5℃/min的速度将温度升高至240℃，用注射器迅速注射800 μl的三甲基氯硅烷，反应时间控制在10～12秒内。
14、优选的是，其中，步骤一具体包括：按照化学通式称取碳酸镉、乙酸铯和碳酸锰，置于一个50 ml三颈圆底烧瓶中，依次加入十八烯、油酸、油胺和乙酸，放置于恒温磁力搅拌器上，将烧瓶抽真空并加热到60℃，并持续搅拌30分钟得到前驱体溶液。
15、本专利技术还提供一种闪烁体薄膜，其包括所述的二价锰离子掺杂的镉基金属卤化物纳米晶闪烁体材料。
16、本专利技术还提供一种制备闪烁体薄膜的方法，其包括：将所述的二价锰离子掺杂的镉基金属卤化物纳米晶闪烁体材料分散于聚合物前驱体中，利用刮涂法制备得到闪烁体薄膜。
17、优选的是，其中，聚合物为聚苯乙烯、聚偏氟乙烯或聚甲基丙烯酸甲酯。
18、本专利技术还有另外一个目的是通过所述的闪烁体薄膜在x射线医学成像、无损检测、工业探伤中的应用来实现。
19、本专利技术至少包括以下有益效果：
20、第一、本专利技术的二价锰离子掺杂的镉基金属卤化物纳米晶闪烁体材料通过在cs3cd2cl7中掺杂二价锰离子，完成二价锰离子掺杂的镉基金属卤化物纳米晶闪烁体材料的制备，实现青光向黄光的转换，进而实现了量子效率为20.6%的高效黄光发射，荧光寿命为0.652μs，相比于现有技术能够有效扩展闪烁体纳米晶的种类，且具有良好的稳定性和优异的x射线闪烁性能（所制备闪烁体薄膜的分辨率高）。
21、第二、本专利技术的二价锰离子掺杂的镉基金属卤化物纳米晶闪烁体材料的制备方法成本低、绿色无污染、合成周期短，能够实现大规模工业化生产。
22、第三、本专利技术的二价锰离子掺杂的镉基金属卤化物纳米晶闪烁体材料制成的闪烁体薄膜，其闪烁强度约为csi: tl晶圆的1.3067倍，最低检测限为4.0138 μgyair/s，成像分辨率约为16 lp/mm，能够有效应用于x射线医学成像、无损检测、工业探伤等领域。
23、本专利技术的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本专利技术的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
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1.一种二价锰离子掺杂的镉基金属卤化物纳米晶闪烁体材料，其特征在于，化学通式为：A3B2(1-a)Mn2aX7，其中，A为Cs，B为Cd，X为Cl，0＜a≤20。
2.如权利要求1所述的二价锰离子掺杂的镉基金属卤化物纳米晶闪烁体材料，其特征在于，0＜a≤0.2。
3.如权利要求2所述的二价锰离子掺杂的镉基金属卤化物纳米晶闪烁体材料，其特征在于，a为0.1。
4.一种制备如权利要求1～3任一项所述的二价锰离子掺杂的镉基金属卤化物纳米晶闪烁体材料的方法，其特征在于，包括如下步骤：
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤三具体包括：将真空环境切换成氮气气氛，以5℃/min的速度将温度升高至240℃，用注射器迅速注射800 μL的三甲基氯硅烷，反应时间控制在10～12秒内。
6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤一具体包括：按照化学通式称取碳酸镉、乙酸铯和碳酸锰，置于一个50 mL三颈圆底烧瓶中，依次加入十八烯、油酸、油胺和乙酸，放置于恒温磁力搅拌器上，将烧瓶抽真空并加热到60℃，并持续搅拌30分钟得到前驱体溶液。<...
【技术特征摘要】
1.一种二价锰离子掺杂的镉基金属卤化物纳米晶闪烁体材料，其特征在于，化学通式为：a3b2(1-a)mn2ax7，其中，a为cs，b为cd，x为cl，0＜a≤20。
2.如权利要求1所述的二价锰离子掺杂的镉基金属卤化物纳米晶闪烁体材料，其特征在于，0＜a≤0.2。
3.如权利要求2所述的二价锰离子掺杂的镉基金属卤化物纳米晶闪烁体材料，其特征在于，a为0.1。
4.一种制备如权利要求1～3任一项所述的二价锰离子掺杂的镉基金属卤化物纳米晶闪烁体材料的方法，其特征在于，包括如下步骤：
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤三具体包括：将真空环境切换成氮气气氛，以5℃/min的速度将温度升高至240℃，用注射器迅速注射800 μl的三甲基氯硅烷，反应时间控制在10～12秒内。
6.如权利要求4所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：韩丽丽，慈志鹏，苗艺帆，崔景昊，肖晗，杨江燕，
申请(专利权)人：西北师范大学，
类型：发明
国别省市：
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