ホット励起子操作による高効率かつ超高速の有機シンチレーター

効率の高い高速シンチレーターは、医療診断、科学機器、高エネルギー物理学など、さまざまな分野で非常に求められている。しかし、高いシンチレーション効率と高速タイミング特性のトレードオフは、ほぼ全てのシンチレーターが直面している共通の課題である。我々は、この制約を克服するために、最低三重項状態を関与させずに、全てのホット励起子を高速一重項発光状態に向けることに基づく、有機シンチレーターのための戦略を開発した。今回のシンチレーター1,1,2,2-テトラキス(4-ブロモフェニル)エチレンは、1.79 nsという超高速放射寿命と1 MeVにつき約3万4600光子という光収率を示し、高い光収率と短い減衰時間という優れた組み合わせを示した。今回の研究によって、高効率かつ超高速のシンチレーターを設計する方法が得られるとともに、超高速検出や超高速撮像へのエキサイティングな応用に向けて道が開かれる。