[發明專利]一種摻釹溴化鑭單晶閃爍體及其制備方法

無效

• 申請號: 201110335788.8
• 申請日: 2011-10-31
• 公開（公告）號: CN102501446A
• 公開（公告）日: 2012-06-20
• 發明（設計）人: 高鑫;何元金
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: B32B9/04
• 分類號: B32B9/04;B32B15/20;B32B17/00;B32B27/04;B32B27/30;B32B7/12;C09K11/85;G01T1/202;C30B11/00;C30B29/12
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 史雙元

技術領域

本發明屬于無機閃爍體射線探測技術領域，具體涉及一種摻釹溴化鑭單晶閃爍體及其制備方法。

背景技術

以LaBr₃:Ce³⁺為代表的稀土摻雜鹵化鑭單晶是21世紀初興起的新型無機閃爍體，其優異的能量特性和時間特性要顯著優于傳統閃爍體NaI(Tl)和CsI(Na)等^[1]。但這類晶體也存在一些固有缺陷，如生長過程易開裂、易潮解、發光區域主要位于紫外、對低能射線響應不佳等^[2]。LaBr₃:Ce³⁺閃爍體紫外熒光發射譜主發射峰為355nm和385nm，均位于紫外區域。能否對發光區域做出改善，使其向長波方向延伸，以更好地與長波響應的光電倍增管相匹配，是一個亟待解決的問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種摻釹溴化鑭單晶閃爍體。

本發明的目的還在于提供一種摻釹溴化鑭單晶閃爍體的制備方法。

一種摻釹溴化鑭單晶閃爍體，摻釹溴化鑭晶體的上面和側面纏繞有光反射材料，光反射材料外部包裹鋁皮，底面鋪設石英玻璃片，石英玻璃片與摻釹溴化鑭晶體和鋁皮間通過透明液體膠粘牢；所述摻釹溴化鑭晶體中NdBr₃的質量百分比為2％。

所述光反射材料為聚四氟乙烯。

所述石英玻璃片的厚度為0.1-1mm。

一種摻釹溴化鑭單晶閃爍體的制備方法，按照如下步驟進行：

(1)在干燥的手套箱中，將LaBr₃和NdBr₃多晶混合后移入石英坩堝并抽真空封裝；NdBr₃的加入量為LaBr₃和NdBr₃總質量的2％；

(2)采用布里奇曼法生長完成并切割、研磨、拋光后，暫時儲存在液體石蠟中，得到摻釹溴化鑭晶體，準備進行晶體封裝；

(4)將鋁皮、石英玻璃片及聚四氟乙烯膠帶在恒溫150℃的烘箱中烘烤兩天以上，迅速轉移至濕度4％以下的手套箱中待用；

(5)在干燥的手套箱中，將摻釹溴化鑭晶體從液體石蠟中拿出，用聚四氟乙烯膠帶纏緊并置于鋁皮中后，底面用透明膠水與厚度小于1mm的石英玻璃薄片粘牢。

本發明的有益效果：本發明的閃爍體能對LaBr₃:Ce³⁺發光區域做出改善，使其向長波方向延伸，以更好地與長波響應的光電倍增管相匹配。

附圖說明

圖1為本發明摻釹溴化鑭單晶閃爍體實物圖。

圖2為¹³⁷Cs激發的LaBr₃:2％NdBr₃伽瑪能譜圖。

圖3為LaBr₃:2％NdBr₃的能量線性情況。

圖4為LaBr₃:2％NdBr₃單晶熒光譜。

圖5為本發明摻釹溴化鑭單晶閃爍體結構示意圖；

圖中，1-放射源、2-摻釹溴化鑭晶體、3-聚四氟乙烯膠帶、4-鋁皮、5-石英玻璃片。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本發明做進一步說明。

實施例1摻釹溴化鑭單晶閃爍體的制備

摻釹溴化鑭單晶閃爍體的制備方法，按照如下步驟進行：

(1)在干燥的手套箱中，將LaBr₃與NdBr₃按質量比為98∶2混合后移入石英坩堝并抽真空封裝；

(2)采用布里奇曼法生長完成并切割、研磨、拋光后，暫時儲存在液體石蠟中，得到摻釹溴化鑭晶體，準備進行晶體封裝。布里奇曼法生長過程為：單晶生長爐在豎直方向上分為兩個溫區，上半部為高溫區，一般應高于原料熔點50℃以上，以使原料易于吸熱熔化，下半部為低溫區，低于原料熔點。盛裝原料并抽真空密封的坩堝首先在上溫區停留，使原料充分熔化并混合均勻。然后坩堝緩慢下降，使坩堝底部位于低溫區，底部原料凝固成多晶，即自發形成晶核。然后整個坩堝緩慢下降，使上部熔融的原料通過具有一定溫度梯度的固液界面，從而長成單晶。閃爍體單晶以兩個端面拋光，清澈透亮的圓柱體為最佳，若由于生長、加工等原因，無法獲得理想規格尺寸的晶體，至少應使兩個端面拋光，并且盡量使側面圓滑過渡，以減少光子在側面反射時的損失。