[发明专利]一种双钙钛矿晶体及其制备方法和应用

说明书

本申请包含一种双钙钛矿晶体及其制备方法和应用，化学式为Cs₂NaEu_xLu_1‑xCl₆；0＜x≤0.2。生长方法简单，能够使用水热法进行生长，操作简便，单次制备量大，可有效降低晶体生长成本。该晶体在365nm紫外光激发表现为微弱的橙光，经x射线照射后，再用365nm紫外光激发表现为蓝光，且随辐照剂量增加蓝光逐渐加深。该双钙钛矿晶体能够潜在的应用于辐照剂量检测计，并实现实时、快速、可视、半定量辐射剂量检测。

技术领域

本发明涉及光电晶体材料技术领域，涉及一种双钙钛矿晶体及其制备方法和应用。

背景技术

随着核能在我国能源格局中比重的持续增长和核科学与技术的快速发展，核辐射防护、医学诊断治疗、辐照灭菌等领域对于快速、精准的辐射剂量检测技术的需求与日俱增。传统的热释光辐射剂量计、丙氨酸剂量计依赖昂贵的专业实验设备对辐射累积剂量进行终端读取，无法实现辐射剂量的快速、实时检测。电离室、闪烁体、半导体探测器更适用于瞬时剂量的检测，并且不适合在高剂量辐射场中使用。因此，为了克服上述难题，研发新一代辐射剂量检测方法，以实现辐射剂量实时、快速、可视、低成本定量检测至关重要。

目前具有辐射致荧光变色的材料非常罕见，已经报道出来的也都是金属有机框架化合物，结构复杂，制备步骤繁琐，亟需一种制备方法简单，化学性质稳定的纯无机化合物。

基于以上描述，本发明提供一种辐射响应荧光变色双钙钛矿晶体的制备方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种辐射响应荧光变色双钙钛矿晶体Cs₂NaEu_xLu_1-xCl₆的制备方法。本发明提供的制备方法工艺简单，操作方便，生产成本低。

根据本申请的一个方面，提供一种双钙钛矿晶体，所述晶体的化学式为Cs₂NaEu_xLu_1-xCl₆；

其中，x的取值范围为0＜x≤0.2。

可选地，x为0.05、0.1、0.15、0.2中的一种；

所述晶体的结构为一种规则的立方结构，[NaCl₆]八面体与[LuCl₆]八面体交替连接。

所述晶体属于立方晶系，空间群为Fm-3m(225)。

所述晶体的晶胞参数为

所述晶体在365nm紫外光激发表现为微弱的橙光。

所述晶体在经x射线照射后，再用365nm紫外光激发表现为蓝光，且随辐照剂量增加蓝光逐渐加深。

根据本申请的另一个方面，提供一种上述的双钙钛矿晶体的制备方法，至少包括以下步骤：

将含有氯化铯、氯化钠、三氧化二镥和三氧化二铕的原料与盐酸混合，干燥，降温，得到所述双钙钛矿晶体。

所述氯化铯、氯化钠、三氧化二镥和三氧化二铕的用量比满足上述的化学式的要求；

所述盐酸的体积与所述原料中金属元素的总摩尔量的比例为4～5L：8mol；

所述盐酸的质量分数为36～38％。

所述干燥的温度为160～200℃；

所述干燥的时间为12～24h；

所述降温的速度为1～3℃/h；

所述降温的终点为25～30℃。