Die Fluoreszenzemission von Zinkoxid (ZnO) im sichtbaren Bereich hat eine lange und komplexe Entwicklungsgeschichte. In früheren Studien führten Forscher die Emission im sichtbaren Bereich auf das Vorhandensein von Verunreinigungen oder strukturellen Defekten (wie Sauerstoffvakantstellen, Zinkvakantstellen, Zinkinterstitialen, Oberflächenzuständen) zurück, jedoch bestehen weiterhin gewisse Meinungsverschiedenheiten. Für gut kristallisierte ZnO-Quantenpunkte mit hoher Leuchteffizienz ist es widersprüchlich, den Emissionsmechanismus im sichtbaren Bereich auf ein Defektmodell zurückzuführen. Diese Arbeit schlägt ein Modell für die multiple gemischte selbstgefangene Gebietsexzitonen-Emission von ZnO-Quantenpunkten vor und stellt ZnO-Quantenpunkte mit hellen gemischten singulett/triplett selbstgefangenen Gebietsexzitonen her, deren Emissionsbereich 400~700 nm abdeckt. Die photolumineszente Quantenausbeute (PLQY) für singulett- und triplett-Exzitonen beträgt jeweils 45,56 % bzw. 22,44 %. Dank guter Transparenz und heller Triplett-Exzitonen untersuchten wir die Röntgendetektions- und Bildgebungsmöglichkeiten von ZnO-Quantenpunkten im sichtbaren Bereich. Die niedrigste Nachweisgrenze für Röntgenstrahlen bei ZnO-Quantenpunkt-Szintillatordünnfilmen liegt bei nur 64,89 nGy/s, was unter dem für die medizinische Röntgenbildgebung erforderlichen Standarddosis liegt. Diese Arbeit stellt ein neues Emissionsmodell für ZnO-Quantenpunkte im sichtbaren Bereich vor, realisiert einen neuartigen transparenten Szintillator auf ZnO-Quantenpunktbasis und demonstriert dessen Potenzial für Anwendungen in der Röntgendetektionsbildgebung.

ZnO-Quantenpunkte; Selbstgefangene Gebietsexzitonen; Singulett/Triplett; Röntgenbildgebung