9月23日消息,一篇提交至arXiv的论文(编号2609.28468)报道了面向快中子探测的二维铅卤钙钛矿闪烁体合成策略,作者团队包括Tae-Woo Lee与2023年诺贝尔化学奖得主Moungi G. Bawendi等。

快中子闪烁体需要在高效将中子能量转化为可探测光的同时,实现对中子与伽马射线本底的甄别。该研究的合成策略可独立调控宏观探测几何与微观相组成,制备出毫米级厚度的大面积闪烁体,并通过刻意设计的多量子阱能带结构形成有效的谱学分离,同时保持纳秒级发射动力学。器件在137Cs源662 keV伽马照射下能量分辨率达到5.4%

技术意义在于将钙钛矿的可调谐溶液化学引入辐射探测材料领域:传统快中子闪烁体(如 Stilbene、CLYC)在尺寸、成本与伽马抑制之间往往难以兼顾,而二维钙钛矿通过量子阱工程把中子与伽马的发光谱在波长维度上分开,为粒子甄别提供了'谱学分离'这一新自由度,且大面积薄膜工艺与现实探测器几何兼容。

应用层面,中子探测是核安全、核燃料监测、聚变诊断与散裂中子源的关键支撑技术。若该路线在辐照稳定性上进一步验证,钙钛矿闪烁体有望成为中子探测材料的低成本可扩展选项。 (来源:arXiv)