LuAG:Ce和LuAG:Ce,Mg晶体生长与闪烁性能

采用提拉法生长了?80 mm×100 mm的掺Ce镥铝石榴石(LuAG:Ce)晶体和掺Mg的LuAG:Ce(LuAG:Ce,Mg)晶体,并测试了晶体室温下的闪烁性能。实验结果表明,通过Mg离子掺杂,晶体光产额从15 000±1 500 photons/MeV提高到30 000±1 500 photons/MeV,衰减时间从120 ns加快到54 ns。     

大尺寸闪烁晶体Ce∶LYSO的生长

采用提拉法生长Ce∶LYSO闪烁晶体。通过研究晶体开裂及产生过冷的机理,优化温场结构设计,解决了这两种现象之间的矛盾,实现了大尺寸Ce∶LYSO晶体的生长,晶体尺寸达到60 mm×280 mm。先后生长不同掺杂浓度的Ce∶LYSO晶体,并根据相应的测试结果确定了合适的掺杂比例,进一步明确不同通气方式对晶体性能的影响。结果表明,Ce掺杂浓度达到0.15%时,发光强度最大,晶体内部无明显缺陷。晶体在抽真空充流动氮气条件下生长,有利于提高晶体的透过率,对相对发光强度的影响不大。     

LuYAP∶Ce闪烁晶体阵列研究

铝酸钇镥(LuYAP)∶Ce晶体具有衰减时间短,密度大,光产额高及不潮解等优点。采用该晶体制作的闪烁晶体阵列,能快速获得皮秒级正电子湮灭的精确信息。该文报道了一种LuYAP∶Ce闪烁晶体阵列的制作方法,将提拉法制备的LuYAP∶Ce晶体经切割并运用化学机械抛光法处理后,最终利用填充材料制作了晶体阵列。在X线光机上开展了阵列的发光均匀性测试,测得发光不均匀性为14.8%。结果表明,LuYAP∶Ce晶体满足使用要求。     

LSO晶体及阵列加工技术研究

闪烁体和闪烁探测器在工业、医学及某些核物理实验、地质探矿、安全检查和材料探伤等领域应用广泛。掺铈硅酸镥(Ce∶LSO)是一种高密度、高原子序数的闪烁晶体,因其对X线具有响应时间快,发光产额高,且具有一定的能量分辨率,不易潮解,对中子灵敏度低等独特优点,被认为是迄今为止综合性能最好的闪烁体。随着闪光X线摄影技术的发展,对小像素大面积Ce∶LSO闪烁晶体阵列加工提出了更高要求,从而给晶体阵列像素的加工造成困难。其阵列像素表面的切割、研磨、抛光等加工质量将直接影响后续晶体阵列组装,甚至影响到探测器件的质量和使用寿命。该文结合Ce∶LSO闪烁晶体的基本性质,对晶体的切割、研磨、抛光及阵列组装技术进行大量的实验和改进,通过控制合适的工艺参数,采用特殊的加工方法成功加工出高质量的Ce∶LSO闪烁晶体阵列。     

一种新型Ce∶GAGG闪烁探测器性能研究

该文将新型掺铈钆稼铝石榴石(Ce∶GAGG)闪烁晶体与CR 173光电倍增管耦合,并将其和分压电路、高压模块、前放电路一起封装在铝合金外壳中,制成新型Ce∶GAGG闪烁探测器。研究了不同尺寸Ce∶GAGG闪烁晶体、不同耦合方式及反射层封装材料对新型Ce∶GAGG闪烁探测器光产额和能量分辨率的影响,同时与封装好的1英寸(1英寸=2.54 cm)掺铊碘化钠(NaI(Tl))闪烁晶体进行对比实验,并对Ce∶GAGG和NaI(Tl)闪烁探测器的能量线性进行测量。实验结果表明,小体积的Ce∶GAGG闪烁探测器性能最好;光学硅脂耦合可提高闪烁探测器的性能;银反射膜（ESR膜）材料封装闪烁探测器性能最好;Ce∶GAGG闪烁探测器性能优于NaI(Tl)闪烁探测器。     

Ce∶Cu∶SBN晶体生长及全息存储性能的研究

在SBN中掺杂的ω(CeO2)、ω(CuO)为0．1％,采用硅钼棒作加热体,以提拉法生长Ce∶Cu∶SBN、Ce∶SBN和Cu：SBN晶体,测试晶体的衍射效率和响应时间。Ce∶Cu∶SBN晶体的最大衍射效率达65％,响应时间为1．3s,以Ce∶Cu∶SBN晶体作记录元件,以Cu∶SBN晶体作为位相共轭反射镜,实现全息关联存储。Ce∶Cu∶SBN晶体的存储性能优于SBN、Ce∶SBN和Cu∶SBN晶体。其响应速度比Fe∶LiNbO3晶体快一个数量级以上。对Ce离子和Cu离子在SBN晶体的占位和Ce∶Cu∶SBN晶体存储性能增强机理进行探讨。     

65mm级Ce:YSO闪烁晶体研制与闪烁性能研究

采用中频感应提拉法生长了尺寸为65mm×200mm的Ce:YSO闪烁晶体。通过生长不同掺杂浓度的Ce:YSO晶体,并根据相应的测试结果确定了合适的掺杂比例,进一步研究不同工艺参数对晶体发光均匀性的影响。实验结果表明,当铈离子掺杂浓度为0.16%、二氧化硅补偿浓度为0.10%、结晶分数为60%时,晶体发光强度及发光均匀性最佳,调整工艺参数有利于降低晶体发光不均匀性,但降低效果有限。此外,测试了晶体的脉冲高度谱和脉冲形状谱,Ce:YSO晶体的能量分辨率为7.20%@662keV,衰减时间约为52ns,发光余辉时间为156ns。     

掺铈钆铝镓石榴石闪烁晶体的研究进展及应用

掺铈钆铝镓石榴石(Ce∶GAGG)是一种新型的无机闪烁晶体材料,在核医学成像、环境辐照剂量监测、空间探测、国土安全及地质勘探等领域有广阔的应用前景。该文总结了Ce∶GAGG闪烁晶体在国内外的最新研究进展,综述了Ce∶GAGG闪烁体探测器在地基、空基和天基搭载平台上的应用,最后展望了Ce∶GAGG晶体材料及其应用的发展方向。     

?5.5cm Lu_3Al_5O_(12)∶Pr晶体生长与闪烁性能研究

采用中频感应提拉法生长出?55mm×100mm的好质量Lu3Al5O12∶Pr(Pr∶LuAG)晶体,并对晶体进行X线粉末衍射(XRD)测试,计算了晶胞参数,测试了晶体室温下的透过率、X线激发发射谱、脉冲高度谱和脉冲形状谱。实验结果表明,Pr∶LuAG晶体的发光中心波长为308nm,光输出为19 000光子/MeV,能量分辨率为7.2%@662keV,衰减时间为23ns。     

Ce3+掺杂镥铝石榴石纳米粉体的合成与表征

以硝酸镥、硝酸铝和硝酸铈为初始原料,采用溶剂热均匀沉淀-煅烧法合成了铈掺杂镥铝石榴石(Lu₃Al₅O₁₂∶Ce,LuAG∶Ce)纳米粉体。采用X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、透射电子显微镜(TEM)、光致发光谱(PL)及荧光寿命等分析测试手段对所合成样品进行表征,并计算了其CIE色坐标。结果表明,Ce³⁺的掺入并未改变LuAG基质的晶格结构,且粉体结晶很好,近球形,颗粒尺寸约为20nm；荧光光谱显示了Ce³⁺的5d→4f特征发射,CIE色坐标表明LuAG∶Ce荧光粉呈现出亮绿光；荧光寿命曲线遵循单指数衰减,其荧光寿命值为51ns。