中大新聞網(wǎng)訊（通訊員匡代彬）閃爍體是一類(lèi)在高能輻射激發(fā)時(shí)產(chǎn)生發(fā)光現(xiàn)象的材料。大面積閃爍屏在高能物理、醫(yī)學(xué)成像、工業(yè)檢測(cè)等領(lǐng)域中至關(guān)重要。金屬鹵化物材料具有高X射線(xiàn)吸收能力和優(yōu)異的光學(xué)特性，被認(rèn)為是一種頗有前景的閃爍體材料，近年來(lái)廣受關(guān)注。與傳統(tǒng)無(wú)機(jī)閃爍體相比，金屬鹵化物閃爍體光致發(fā)光量子產(chǎn)率（PLQY）高、帶隙可調(diào)、成本低廉。目前發(fā)光金屬鹵化物的研究集中在晶態(tài)材料上，然而，大面積金屬鹵化物單晶的制備一直是相關(guān)領(lǐng)域的難題。將金屬鹵化物從晶態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)椴ＡB(tài)可以結(jié)合金屬鹵化物優(yōu)異發(fā)光性能和玻璃便于大規(guī)模制備的優(yōu)點(diǎn)，從而極大地推動(dòng)金屬鹵化物的實(shí)用化進(jìn)程。但大部分金屬鹵化物會(huì)在熔融前分解，使得目前關(guān)于金屬鹵化物玻璃的研究較少。

圖1. (HTPP)₂MnBr₄的晶體-熔體-玻璃轉(zhuǎn)變

近日，中山大學(xué)化學(xué)學(xué)院匡代彬教授團(tuán)隊(duì)以一種具有大空間位阻的有機(jī)化合物（己基三苯基溴化膦，HTPPBr）為模板開(kāi)發(fā)了一種新型的錳基金屬鹵化物發(fā)光材料(HTPP)₂MnBr₄。該材料熔點(diǎn)僅有169.7 ℃，在此溫度下的失重僅有0.6%，能夠形成穩(wěn)定的熔體而不分解，通過(guò)簡(jiǎn)單的熔融淬火法可以快速制備大面積的透明發(fā)光玻璃。在360 nm紫外光激發(fā)下，玻璃具有明亮的綠光發(fā)射，PLQY高達(dá)28.5 %。金屬鹵化物玻璃可用作輻射探測(cè)和X射線(xiàn)成像的大面積閃爍屏。玻璃態(tài)(HTPP)₂MnBr₄的檢測(cè)限低至185 nGyair·s^-1，遠(yuǎn)低于X射線(xiàn)醫(yī)學(xué)診斷的要求（5.5 μGyair·s^-1）。得益于高度透明的特性，(HTPP)₂MnBr₄玻璃有著高達(dá)10 lp/mm的空間分辨率，可清晰地分辨出膠囊內(nèi)部的鐵質(zhì)彈簧以及芯片的微觀(guān)特征（圖2）。更重要的是，僅僅需要幾個(gè)小時(shí)以及簡(jiǎn)單的設(shè)備即可制備得到大面積的透明玻璃（10*10 cm²），具有實(shí)用化的潛力。這項(xiàng)工作豐富了對(duì)玻璃態(tài)有機(jī)-無(wú)機(jī)金屬鹵化物的理解，為新型光學(xué)材料的發(fā)展提供了新的思路。

圖2. 玻璃態(tài) (HTPP)₂MnBr₄的閃爍性能以及X射線(xiàn)成像性能

相關(guān)研究成果以“A Melt‐Quenched Luminescent Glass of an Organic–Inorganic Manganese Halide as a Large‐Area Scintillator for Radiation Detection”為題發(fā)表在國(guó)際知名期刊Angewandte Chemie International Edition，并被評(píng)為VIP文章，中山大學(xué)化學(xué)學(xué)院匡代彬教授為論文的通訊作者， 2020級(jí)博士研究生羅健彬?yàn)檎撐牡牡谝蛔髡摺Ｑ芯抗ぷ鞯玫搅藝?guó)家自然科學(xué)基金，廣東省基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)研究基金和中央高?？蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)等項(xiàng)目的支持。

論文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202216504