闪烁晶体

摘要： 采用配位化学合成反应技术,解决晶体生长原料微量水和溴氧化镧等异相杂质过高的问题,获得低成本高纯度无水卤化镧原料。设计制备专用于铈掺杂溴化镧晶体生长的坩埚下降法生长炉,采用自制无水原料,实现2英寸以上高质量溴化镧晶体的稳定生长。开发出一套水氧敏感型器件的加工与封装集成工艺系统,实现溴化镧器件的批量化生产。"高纯无水卤化物原料合成、优质大尺寸单晶生长、高质量晶体器件制备"铈掺杂溴化镧器件全产业链关键技术的突破,有望加快其在核辐射探测和核医学成像领域方面的应用,推动相关产业的发展。

摘要： 采用坩埚下降法生长出不同摩尔分数Ce^(3+)(1%、2%、4%、6%、8%)掺杂的KCaCl_(3)∶Ce单晶。晶体属于正交晶系,晶胞参数为a=0.7560 nm,b=1.0482 nm,c=0.7266 nm。热重分析仪测得熔点为740°C,透过率测试显示晶体在可见光波段均具有较好光学透过率。对晶体的光致发光光谱、光致衰减时间、X射线激发发射光谱、透过率等光学性能进行了表征。光致发光光谱显示KCaCl_(3)∶Ce晶体在358 nm和378 nm波长左右有宽的发射峰,符合Ce^(3+)的5d_(1)→^(2)F_(5/2)和5d_(1)→^(2)F_(7/2)能级跃迁,通过拟合,KCaCl_(3)∶Ce晶体的衰减时间在30 ns左右。晶体在X射线激发下均表现出优异的X射线发光性能。

摘要： 本文采用中频感应提拉法生长了尺寸为Φ35 mm×70 mm的完整的YAlO_(3)∶Ce(YAP∶Ce)晶体。XRD测试结果表明所生长的YAP∶Ce晶体主相为YAP相,同时存在第二相YAG相;光致激发发射光谱表明晶体发射波长在344 nm和376 nm,激发波长分别为273 nm、290 nm和305 nm;X射线激发发射光谱表明晶体发射波长在377 nm附近;在γ高能射线激发下,晶体衰减时间曲线呈指数衰减,拟合后得到YAP∶Ce晶体的衰减时间为46 ns,通过高斯拟合以后YAP∶Ce晶体的能量分辨率和绝对光产额分别为8.51%和8530 ph/MeV。本文分析了晶体生长过程中产生开裂和相变的原因,通过优化温场和工艺可以得到完整无开裂的晶体。如何获得更大尺寸的无开裂、无相变晶体,并实现量产是该晶体规模化应用中需要解决的重要技术难题。

摘要： 低余辉碘化铯晶体的开发对于碘化铯晶体在现代安检及医疗CT设备中的应用具有十分重要的意义。本文首先通过原料纯化处理,去掉对晶体余辉有明显影响的杂质,然后采用共掺杂的方式,以改进的布里奇曼法生长低余辉碘化铯晶体,研究了该晶体的闪烁性能。研究结果表明,该方法获得的碘化铯晶体的余辉值约0.31%@50 ms,远低于常规碘化铯晶体的余辉值。

摘要： 本研究选择三个电子结构类似的稀土倍半氧化物RE_(2)O_(3)(RE=Lu,Y,Sc),建立适当的模型通过第一性原理计算,研究氧空位对体系的电子结构的影响.本研究以密度泛函理论(DFT)为基础,利用PBE泛函加U值修正计算了纯稀土倍半氧化物的能带结构.计算结果表明三种基体材料RE_(2)O_(3)的能带结构相似.在引入氧空位后,其增加的缺陷能级数目不同,依次为:Sc_(2)O_(3)

摘要： 闪烁体材料是一类光功能材料,其能在吸收高能光子后,如α,β-射线、χ-射线等,发出可见光。现阶段,闪烁体材料已被广泛应用于不少行业领域中。本文先介绍闪烁体材料的应用领域,分析其性能要求,进而对Lu_(2)O_(3)-SiO_(2)体系闪烁体材料进行深入探究。

摘要： 闪烁材料作为光学和能量转换材料在高能射线探测和成像领域得到了广泛的应用。多年来,国内外研究学者一直致力于研发高性能的新型闪烁体。其中,(Ce,Gd)_(3)(Ga,Al)_(5)O_(12)(Ce:GGAG)被认为是最有前途的新一代X射线CT探测用候选材料之一[1],在晶体生长、透明陶瓷制备以及组分调控等方面已经开展了大量研究工作[2-4]。Ce:GGAG是Gd_(3)Al_(5)O_(12)(GAG)和Gd_(3)Ga_(5)O_(12)(GGG)的组分间化合物,属于石榴石结构立方晶系。

摘要： 采用坩埚下降法生长了直径为25.4 mm的纯溴化铈晶体和0.1%、0.2%和0.5%(摩尔分数)Sr^(2+)掺杂的溴化铈晶体。将所生长晶体加工成直径25.4 mm、厚度10 mm的坯件,并进行紫外和X射线激发荧光光谱、137 Cs源激发多道能谱等测试。结果表明:Sr^(2+)掺杂会导致晶体X射线激发下的发射光谱出现轻微红移,而随着Sr^(2+)掺杂量的增加,晶体的能量分辨率依次提高,光输出依次降低;当Sr^(2+)掺杂量为0.5%时,溴化铈晶体的能量分辨率最高,达3.83%@662 keV,但过高含量的Sr^(2+)掺杂会造成晶体生长困难。综合考虑晶体性能和生长情况,Sr^(2+)掺杂量为0.2%时较为适宜,所获得的∅25.4 mm×25.4 mm CeBr_(3)∶0.2%Sr晶体封装件的能量分辨率为3.92%@662 keV。

摘要： 介万奇教授是我国人工晶体领域著名专家,在晶体生长与凝固技术方面取得了诸多令人瞩目的成就,尤其在室温核辐射探测用CdZnTe晶体的生长、器件制备及其产业化方面成绩显著。本次访谈中,介万奇教授从学科发展角度和国家实际需求出发,简要回顾了自身如何与功能晶体结缘,介绍了近些年带领团队在Ⅱ-Ⅵ族半导体晶体生长理论、工艺技术及应用等方面取得的进展。着重阐述了室温核辐射探测器用碲锌镉(CdZnTe)晶体的重要价值,以及半导体晶体在辐射探测领域的应用前景与挑战,并结合自身实践进一步分享了对做科研和做产业、基础理论和工程应用之间不同的理解与认识。针对我国晶体材料未来的发展,建议科研人员可多从物质新性能或新机理角度开展研究,这将对探索新材料有重要参考。

摘要： 使用锕系同位素含量低的原料制备了具有低放射性本底的10%Ce^(3+)掺杂氯化镧(LaCl_(3)∶Ce)样品。在制备的LaCl_(3)∶Ce晶体中,天然锕系放射性同位素的放射性本底约为0.713 counts·s^(–1)·cm^(–3)。对于662 keVγ射线,LaCl_(3)∶Ce晶体的能量分辨率(FWHM)为3.3%。此外,与相同尺寸Ø25 mm×50 mm的NaI∶Tl晶体相比,LaCl_(3)∶Ce晶体的峰谷比、相对光输出和峰值计数率分别为2.61倍、87.88%和1.96倍,并对晶体尺寸对LaCl_(3)∶Ce晶体的闪烁性能的影响进行了讨论。

摘要： 空间辐射环境探测是航天任务活动及空间科学研究的重要内容,目前空间辐射探测器正向着高度集成、小型化、低功耗、实时监测的方向发展.特别是随着微纳卫星的发展,空间辐射探测器面临着基于微纳卫星平台低功耗、低成本、质量轻、小体积的挑战.为解决质量轻、小体积的载荷要求,本工作研制的空间带电粒子微传感器采用密度大、辐射长度短的无机闪烁晶体沉积空间高能带电粒子能量.并采用近年来最新发展的光子晶体微结构这一新方法和新途径来提高无机闪烁晶体的性能.通过在闪烁晶体光输出面添加光子晶体微结构,能够有效提升闪烁晶体的光提取效率,进而提高带电粒子微传感器的能量分辨率和探测效率.本工作针对LYSO闪烁晶体进行了光子晶体微结构构建及模拟计算,对设计的微结构参数组合进行了计算扫描,得到了每种微结构模型的最佳参数组合.在此基础上,计算了最佳参数组合的光子晶体微结构的光提取效率,结果表明,在只计算入射光第一次到达闪烁晶体出射面光子晶体微结构光提取效果的情况下,闪烁晶体光输出提高30％.考虑到实际情况是光在晶体内部经过包覆材料多次反射后最终在出射面被提取,通过多次微结构提取效应,其光提取效率会有更为显著的提高.

摘要： 本文通过对闪烁晶体概念的介绍，分别阐述了锗酸秘(BOG)、氟化铈(CeF3)、氟化钡(BaF2)、掺铊碘化铯(CsI)、钨酸铅(PWO)五种闪烁晶体的结构特征、性能指标以及研发过程。

摘要： 从发光特点角度，无机闪烁体可分为本征型闪烁体和非本征型闪烁体。本征型闪烁体本身就可以发光，如CsI,CeF3 ,PbW04等;非本征型闪烁体靠掺入的杂质离子发光，如NaI:TI,LuB03:Ce, GdAP:Ce等。考察一种闪烁体，主要有如下一些性能指标:高密度、高原子数、高光输出、短衰减时间、没有余辉、适宜的发射波长、机械强度、辐照强度和低成本等。事实上，全部满足上述要求的闪烁体几乎是不存在的。科学家不断发展一些新闪烁体材料以满足不同的应用需求，迄今为止，已有数千种闪烁材料被研究。但是，随着核物理、核医学成像、地质探测和许多其他科学和工业应用的需求，对闪烁晶体提出了越来越高的要求。近年来，掺饰氯化镧(LaCl3:Ce)和溴化镧(LaBr3:Ce)等卤化物晶体以其优异的闪烁性能引起人们的极大关注，其中尤以LaBr3:Ce的性能更为优越.因为LaBr3:Ce闪烁体面临生长困难这一问题，到目前为止，所能得到的LaBr3:Ce闪烁体的尺寸还没有超过5cmX5cm。若能有效地解决其生长的问题，必将推动LaBr3:Ce晶体更加广泛的应用。

摘要： 掺铈溴化镧晶体(LaBr3:Ce)是近年来发现的一种新型闪烁晶体,以其能量分辨率好、光产额大、衰减时间短、非线性响应小等特性,在核辐射探测界引起了广泛的关注.在室温下,将Φ25×25 mm的LaBr3:Ce晶体耦合到日本滨松公司的R8900光电倍增管上,对LaBr3:Ce的能量分辨率进行了评估.在511keV伽马射线下获得的能量分辨率为3.6%.利用快速时间响应的光电倍增管R9800对LaBr3:Ce的时间特性进行了评估,得到衰减时间常数为20 ns.结果表明,LaBr3:Ce具有能量分辨率好、时间性能优良的特点,在伽马能谱仪和正电子断层扫描仪等辐射探测器上有巨大的应用潜能.

摘要： 本文介绍了核测井的应用背景，在此丛础上分析了核测井对闪烁晶体性能的特殊要求。指出目前主要的核测井用闪烁晶体NaI：Tl、BGO和GSO：Ce等的优缺点，并介绍了具有优异性能的溴化镧LaBr3：Ce闪烁晶体，指出其应用于核测井的优势，并介绍了该晶体的最新研究进展。

摘要： 硅酸秘(Bi4Si3O12，BSO)，由于具有良好的机械和化学稳定性以及电光、闪烁和热释光特性，是一种近几年研究热门的快计时闪烁晶体。其闪烁性能类似于Bi4Ge3O12，原料成本价格上和Bi4Ge3O12相比具有很大的优势，因而成为很有希望取代Bi4Ge3O12的材料。对BSO的研究目前主要集中在人工晶体生长及其性能研究上.与固相法相比，溶胶凝胶法在分子级别上将无机盐和醇盐混合保证了产物的高度均匀性，此外还具有原料容易提纯，成本低，制备的粉体具有纯度高等优点。然而溶胶凝胶法的最大难点是成胶原料之一Si(OC2H5)4(简写为TEOS)在室温下易挥发，为防止TEOS挥发带来的成分偏离，研究者往往使用过量的TEOS。由于很难保证过量的TEOS正好完全挥发干净，很难判断产物有无残留的SiO2。因此采用化学计量比的原料并避免TEOS的挥发十分重要。本文在此方面进行了合成尝试。rn (1)以化学计量比的Si(OC2H5)4和Bi(N03)3·5H20为原料，用溶胶凝胶法可以制备纯相BSO粉体。干凝胶在形成BSO的过程中会发生分相，分解为Bi12SiO20和Bi2SiO5，合适的锻烧温度为900°C。rn (2)以柠檬酸为催化剂，通过TEOS在密闭条件下预水解，有效地防止了TEOS的挥发，从而有助于溶胶凝胶法合成BSO工艺的稳定性和重复性。

摘要： 硅酸铋(Bi4Si3O12)是一种新型的快衰减闪烁晶体，属立方晶系闪秘矿结构，具有良好的机械和化学稳定性以及电光、闪烁和热释光特性，在高能物理、空间科学和核医学等方面有广泛的应用。与固相法相比，水热法制备的产物则具有成分分布均匀、颗粒小、粒径分布范围窄、晶体发育完整等优点。文献报道的水热法合成BSO粉体的主要问题是反应的温度高时间长，原料为非化学计量比(硅铋物质的量之比5.7，远大于化学计量比0.75)等缺点，因此研究优化水热法合成BSO粉体的条件具有重要意义。rn (1)水热法合成硅酸铋粉体的最佳条件:在220°C条件下反应48h，双氧水的浓度为4%-60%;合成条件对产物的物相构成和纯度影响较大。rn (2)水热法温度过低(200°C反应时间为48h)和时间过短(220°C反应时间为24h)均会有未反应的Bi2O3,H2O2的浓度过低(0或2%)时，则会出现一个Bi2SiO5过渡相，两者形貌均不同于BSO晶体，在SEM图上可以看到从Bi2O3或Bi2SiO5转变为BSO的过程。

摘要： PET探测器相关的研究，一直很活跃，并且是具有高创新性的领域。提高基于闪烁晶体的探测器的性能，研究适用于多模式成像设备(PET/CT、PET／MRI)的新型探测器，满足TOF、DOI技术的需求并促进其发展，这些构成PET探测器研究的主要方向。本文介绍了PET探测器在闪烁晶体、光电探测器和半导体探测器等方面的最新进展。

摘要： 本文研究一种高性价比的高分辨率小型伽玛相机模块，其设计方案是基于连续的闪烁晶体配合位置灵敏光电倍增管（PSPMT）。蒙特卡罗模拟用来研究压缩效应及内在空间分辨率与晶体参数的关系，然后改进PSPMT的读出电路与定位方法，开发基于局域重心法的读出电子学电路，最后选用不同厚度的连续NaI（Tl）晶体和不同方法的读出电路进行成像实验测试。结果表明：基于局域重心法的读出电子学电路能够有效抑制晶体的压缩效应，晶体的空间分辨率和和压缩效应都随着晶体厚度的减少而得到改善。另外，随着光产额的增加，空间分辨率也得到提高。因此，这种设计方案是可行的，其内在空间分辨率能够达到1-2mm，比采用晶体阵列有更好的性价比。

摘要： 硬X射线具有强穿透能力，在工业、国防及科研领域有着广泛的应用。尤其在武器物理研究中，硬X射线可用于实现高密度结构的内部诊断。超快闪烁晶体与高速相机的选择从2000年以后，我国陆续开展了一系列快闪烁晶体的发光特性研究，并尝试与高速相机相结合用于时间分辨x射线成像。然而，由十采用闪烁晶体的衰减时间通常为几百ns，甚至数个μs，导致图像的时间分辨精度无法进一步提高。为了获得几十ns级的时问分辨x射线图像，需要采用超快闪烁品体与超高速分幅相机结合作为探测器。本文对此进行了实验研究。

摘要： 本发明提供了可包括稀土硅酸盐、活化剂和第2族共掺杂剂的闪烁晶体。在一个实施例中，在晶体形成之前，第2族共掺杂剂浓度在晶体中可不超过200ppm原子，或在熔体中不超过0.25原子％。第2族浓度/活化剂原子浓度的比率可在0.4至2.5的范围内。在另一个实施例中，闪烁晶体可具有不大于40ns的衰减时间，并且在另一个实施例中，具有与除了不含第2族共掺杂剂之外具有相同组成的另一种晶体相同或更高的光输出。在一个进一步的实施例中，可使晶胚生长为至少75mm的直径，并且不具有螺旋或具有非常低的螺旋且无裂纹。闪烁晶体可用在辐射检测仪器中并且联接到光传感器。

摘要： 一种闪烁晶体可包括共掺杂有铊和另一种元素的卤化钠。在实施例中，所述闪烁晶体可包括NaX：Tl，Me，其中X表示卤素，并且Me表示第1族元素、第2族元素、稀土元素或其任何组合。在具体实施例中，所述闪烁晶体具有包括以下的性质：对于在300nm到700nm范围内的辐射，在不大于430nm波长下的发射最大值；或在662keV、22°C和1微秒积分时间下测量时，小于6.4％的能量分辨率。在另一个实施例中，所述共掺杂剂可为Sr或Ca。相比于仅掺杂有铊的卤化钠，所述闪烁晶体可具有更低能量分辨率、更好的比例、更短脉冲衰减时间或其任何组合。

摘要： 本发明提供了一种闪烁晶体封装方法，包括：在闪烁晶体表面进行化学镀银制备反射层，得到表面具有反射层的闪烁晶体；对所述表面具有反射层的闪烁晶体进行无水封装。本发明还提供了一种闪烁晶体封装结构和包括该闪烁晶体封装结构的闪烁晶体探测器。本发明的烁晶体封装方法简单易行，采用本发明的烁晶体封装方法得到的闪烁晶体封装结构的结构简单、反射效率高且闪烁晶体不易潮解。

摘要： 本发明提供一种能够发射闪烁光的闪烁晶体，所述闪烁晶体可以具有主体和沿着闪烁晶体的侧面从主体延伸的特征。特征可以具有不大于闪烁光的波长的2.5倍的尺寸。在实施例中，特征和主体可以具有基本相同的组分，并且在另一实施例中闪烁晶体可以在特征和主体之间无接口。可以通过去除闪烁晶体的部分沿着闪烁晶体的侧面形成特征。特别地，可以通过用研磨材料研磨闪烁晶体的表面形成特征。

摘要： 本发明提供了一种闪烁晶体，所述闪烁晶体可包括共掺杂有铊和另一种元素的卤化铯。在一个实施例中，所述闪烁晶体可包括CsX:Tl、Me，其中X表示卤素，Me表示掺杂剂，所述掺杂剂选自由铬(Cr)、锆(Zr)、钴(Co)、锰(Mn)、镉(Cd)、镝(Dy)、铥(Tm)、钽(Ta)和铒(Er)组成的组，所述闪烁晶体中的选自由铬(Cr)、锆(Zr)、钴(Co)、锰(Mn)、镉(Cd)、镝(Dy)、铥(Tm)、钽(Ta)和铒(Er)组成的组的元素的掺杂剂浓度在1×10‑7mol％至0.5mol％范围内。在特定实施例中，所述闪烁晶体可具有碘化铯主体材料、包含铊阳离子的第一掺杂剂和包含阳离子的第二掺杂剂。

摘要： 本申请涉及包括共掺杂稀土硅酸盐的闪烁晶体、包括闪烁晶体的辐射检测仪器及其形成方法。在一个实施例中，在晶体形成之前，第2族共掺杂剂浓度在晶体中可不超过200ppm原子，或在熔体中不超过0.25原子％。第2族浓度/活化剂原子浓度的比率可在0.4至2.5的范围内。在另一个实施例中，闪烁晶体可具有不大于40ns的衰减时间，并且在另一个实施例中，具有与除了不含第2族共掺杂剂之外具有相同组成的另一种晶体相同或更高的光输出。在一个进一步的实施例中，可使晶胚生长为至少75mm的直径，并且不具有螺旋或具有非常低的螺旋且无裂纹。闪烁晶体可用在辐射检测仪器中并且联接到光传感器。

摘要： 本发明提供了一种闪烁晶体，所述闪烁晶体可包括与铊和另一种元素共掺杂的卤化铯。在一实施例中，所述闪烁晶体可包括CsX:Tl，Me，其中X表示卤素，Me表示5A族元素。在一特定实施例中，所述闪烁晶体可具有碘化铯主体材料、包含铊阳离子的第一掺杂剂和包含锑阳离子的第二掺杂剂。

摘要： 本发明提供了一种闪烁晶体封装方法，包括：在闪烁晶体表面进行化学镀银制备反射层，得到表面具有反射层的闪烁晶体；对所述表面具有反射层的闪烁晶体进行无水封装。本发明还提供了一种闪烁晶体封装结构和包括该闪烁晶体封装结构的闪烁晶体探测器。本发明的烁晶体封装方法简单易行，采用本发明的烁晶体封装方法得到的闪烁晶体封装结构的结构简单、反射效率高且闪烁晶体不易潮解。

摘要： 本申请实施例公开了一种组合闪烁晶体及包括组合闪烁晶体的辐射探测装置和系统。该组合闪烁晶体可以包括第一闪烁晶体和第二闪烁晶体，所述第二闪烁晶体设置于所述第一闪烁晶体的外部并包裹所述第一闪烁晶体，并且所述第二闪烁晶体上开设有供射线穿过其入射到所述第一闪烁晶体上的开孔，其中，所述第一闪烁晶体的光输出量大于所述第二闪烁晶体的光输出量。通过利用本申请实施例提供的组合闪烁晶体及包括该组合闪烁晶体的辐射探测装置和系统，可以使所测得的能量响应曲线更加平坦，这可以减小吸收剂量率的测量偏差。

摘要： 本申请公开了一种用于闪烁晶体阵列的模具及闪烁晶体阵列，涉及闪烁晶体探测技术领域，其中用于闪烁晶体阵列的模具包括，呈网格状的框体以及底板。其中，框体上的网格孔均匀分布且一一对应用于容置晶条，且每个网格孔内壁均涂覆有第一反光涂层。底板覆盖连接于框体底部且在朝向框体的一面上涂覆有第二反光涂层。该模具能够提高制作的晶体阵列的晶条排列均匀性、晶条间隙均匀性以及使得制作的晶体阵列中的晶条容易更换。