Les scintillateurs inorganiques sont des matériaux qui émettent de la lumière sous l'effet des rayonnements ionisants et jouent donc un rôle important pour leur détection dans un large éventail d'applications. En particulier, les émetteurs ultra-rapides sont essentiels pour la mise en œuvre de systèmes de détection à temps de vol haute-résolution, qui sont nécessaires pour développer la nouvelle génération de scanners pour l’imagerie médicale, comme résumé dans le défi 10-ps challenge. Dans ce contexte, les nanoparticules de semi-conducteurs à gap direct sont des candidats prometteurs.
Ce travail explore l'effet de l'épaisseur de la couche extérieure sur la réponse temporelle des nanoscintillateurs de type puits quantiques colloïdaux sphériques CdS/CdSe/CdS. En combinant modélisation et spectroscopie résolue en temps sous excitation aux rayons X, il montre que, de manière surprenante, il n'y a aucun avantage à utiliser des particules de plus grand diamètre afin de favoriser la génération de multiexcitons. Au contraire, l'extinction Auger compense le nombre plus élevé d'excitons par particule, tandis que les particules de plus grande taille entraînent des défauts qui ralentissent les performances temporelles. Ce résultat aura des répercussions importantes sur les développements futurs des scintillateurs à base de nanoparticules de semiconducteurs.