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闪烁体是一种发光材料，广泛应用于医学成像、无损检测等领域。CsmCunIm+n 因其高光致发光量子产率、稳定性和低自吸收特性，成为最有前途的卤化物钙钛矿闪烁体。目前，高质量CsmCunIm+n单晶的合成主要依赖于熔融法，但该方法存在设备成本高和能源消耗大的问题。相比之下，溶液法因其较低的生长成本和简易的生长装置而具有潜力。然而，通过溶液法获得的CsmCunIm+n 晶体通常缺乏明确定义的晶面，晶体质量较差，这限制了其在器件制作中的应用。
本成果采用甲酸辅助逆温结晶法生长CsmCunIm+n晶体。甲酸的引入破坏了胶体团簇结构，显著降低了前驱体溶液的溶解度，并扩大了其亚稳态区间，同时抑制了单晶的生长速度。在室温下的溶解过程中，氢离子溶解原有的CuO沉淀并与碘离子反应生成多碘离子。在DMSO和DMF混合溶剂体系中，DMSO与甲酸形成等摩尔加合物，减缓了甲酸与I3-的还原反应，使溶液中的多碘离子迅速增多。
在晶体生长过程中，随着温度的升高，甲酸开始还原碘离子，将碘离子缓慢释放到溶液中。这种在单晶生长过程中控制碘离子浓度的方法，有效地控制了单晶的生长速度，提高了晶体质量。
技术优势、效果指标
本技术利用甲酸辅助逆温结晶法生长CsmCunIm+n晶体，甲酸可抑制前驱体溶液氧化，延长使用寿命，并通过化学反应控制碘离子浓度，有效控制单晶生长速度，提高晶体质量。该方法生长的Cs3Cu2I5和CsCu2I3单晶表面平整，内部缺陷少，光产额高。甲酸辅助生长的Cs3Cu2I5单晶具有55%的透过率，能量分辨率高达7.2%，绝对光输出为39100photons/MeV，为溶液法生长无掺杂Cs3Cu2I5 单晶的最优值。以甲酸为添加剂生长的CsCu2I3单晶长度达13mm，无夹杂物，X射线摇摆曲线半高宽为0.028°，光产额为21800photons/MeV，显示出作为闪烁材料的巨大潜力。
科研成果具体应用在晶体生长和辐射探测领域。
合作方式：技术转移，产学研合作等。
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