[發(fā)明專利]縮短發(fā)光中心的閃爍響應(yīng)的方法以及具有縮短的閃爍響應(yīng)的閃爍體的材料

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201680059080.5
• 申請日: 2016-10-05
• 公開（公告）號: CN108139492B
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 金得里希·胡茲維卡;卡雷爾·布拉澤克;彼得·胡羅迪斯基;馬丁·尼克爾;帕沃·波哈斯克
• 申請（專利權(quán)）人: 克萊托斯波爾公司;費(fèi)茲卡尼厄斯達(dá)AVCR公司
• 主分類號: G01T1/202
• 分類號: G01T1/202;C09K11/08
• 代理公司: 廣州粵高專利商標(biāo)代理有限公司 44102
• 代理人: 隆翔鷹

要解決的問題：目前，縮短閃爍材料的閃爍響應(yīng)的已知方法是抑制閃爍響應(yīng)的次波幅較慢成分（2），但是在這種方法中，顯著縮短閃爍響應(yīng)的主波幅成分的可能性受到限制。解決方案：本發(fā)明涉及縮短閃爍體發(fā)光中心的閃爍響應(yīng)的方法，該方法用Ce或Pr共摻雜，同時(shí)用來自鑭系元素、3d躍遷金屬、4d躍遷金屬或5s²或6s²離子族的離子共摻雜。已經(jīng)具有由被吸收的電磁輻射導(dǎo)致發(fā)光中心電子激發(fā)，用這種方法生成的閃爍體可通過非輻射能量轉(zhuǎn)移從被激發(fā)的發(fā)光中心帶離部分能量，從而導(dǎo)致閃爍響應(yīng)的主波幅成分（1）的持續(xù)時(shí)間被顯著縮短。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及縮短用于檢測電離輻射的閃爍體的閃爍響應(yīng)的方法，并且涉及對入射電離輻射具有快速閃爍響應(yīng)的閃爍體材料。

背景技術(shù)

閃爍材料（也就是閃爍體），能夠吸收電離粒子或光子，所吸收的電離粒子或光子具有對它所處的環(huán)境進(jìn)行電離的充足能量，即一般在真空紫外線內(nèi)（7eV以上）或在電磁譜的更加的短波長區(qū)域，并且閃爍材料能夠發(fā)射在電磁譜的相關(guān)區(qū)域中具有更低的能量的電離粒子或光子。在任何環(huán)境中吸收電離輻射會(huì)引起晶格中的閃爍體原子、分子或離子的電子的激發(fā)態(tài)。在所謂的閃爍響應(yīng)中，被最頻繁使用的閃爍體在可見光譜區(qū)域以快速、有效和可再生的方法發(fā)射輻射，也就是以閃爍衰變的方法，作為吸收電離輻射的反應(yīng)，而該電離輻射通常在可見光譜區(qū)域之外。這意味著閃爍體將人眼（檢測器）可能不敏感的任意波長和頻率的電磁輻射轉(zhuǎn)換為人眼（檢測器）可見的輻射。多數(shù)閃爍體對各種形式的電離輻射作出反應(yīng)。

吸收電磁輻射的能力其特點(diǎn)在于物質(zhì)的吸收光譜，發(fā)射電磁輻射的能力其特點(diǎn)在于物質(zhì)的發(fā)射光譜。為評估吸收光譜或發(fā)射光譜，或吸收光譜中的吸收帶或發(fā)射光譜中的發(fā)射帶，要使用單個(gè)帶所達(dá)到的峰值以及半峰全寬（FWHM），半峰全寬（FWHM）是兩個(gè)極值之差，該兩個(gè)極值是自變量，在兩個(gè)極值處的因變量等于其峰值的一半。半峰半寬（HWHM）等于半峰全寬的一半。

首要的主時(shí)間是閃爍響應(yīng)中最快的主波幅成分，首要的主時(shí)間由非常接近于光致發(fā)光衰變中的壽命的發(fā)射中心壽命決定。光致發(fā)光衰變在發(fā)射中心的直接激發(fā)處測量，一般在紫外光譜區(qū)域。閃爍響應(yīng)事實(shí)上總是還包含較慢的成分，該較慢的成分源自能量傳遞的結(jié)果，大多數(shù)以帶電載體遷移至發(fā)射中心的方式。

通常在各種形式的電離輻射的檢測和光譜測定的過程中使用閃爍體。這些檢測器頻繁地被用于核物理和粒子物理、醫(yī)學(xué)研究領(lǐng)域或質(zhì)量控制行業(yè)。許多的這些應(yīng)用都要求短的閃爍體衰變時(shí)間，因?yàn)殚W爍體衰變時(shí)間正比于閃爍體進(jìn)行技術(shù)操作的速度。技術(shù)操作的示例包括在PET（即正電子成象術(shù)）中進(jìn)行患者的身體掃描、邊境管制處進(jìn)行掃描物體、粒子物理研究中的粒子檢測、電子顯微鏡和CT中的掃描和成像、晶體學(xué)和許多其他的示例，其中閃爍體衰變時(shí)間扮演關(guān)鍵角色。

目前，各種類型的單晶被用于制備閃爍體檢測器。取決于所要求的應(yīng)用，使用單個(gè)類型單晶的各種不同的物理-化學(xué)性能、材料性能和閃爍性能，例如密度、有效原子序數(shù)、波長發(fā)射、發(fā)光壽命和光輸出。

在工業(yè)中基于鋁酸鹽類的材料已經(jīng)被使用了很長時(shí)間，也就是摻雜Ce³⁺的釔鋁石榴石（YAG:Ce、Y₃Al₅O₁₂:Ce）、摻雜Ce³⁺的釔鋁鈣鈦礦（YAP:Ce、YAlO₃:Ce）或摻雜Ce³⁺的釔鋁硅酸鹽（YSO:Ce、Y₂SiO₅:Ce）。如果要求更高的密度和更高的有效原子序數(shù)，Y離子被Lu離子完全或部分取代。檢測器閃爍響應(yīng)的速度被發(fā)光中心本身（鈰離子）的響應(yīng)限制，對于這些材料發(fā)光中心本身的響應(yīng)在20ns至70ns之間。