[發明專利]一種抗潮解摻鉈碘化銫薄膜及其制備方法

在審

• 申請號: 201710427438.1
• 申請日: 2017-06-08
• 公開（公告）號: CN107164734A
• 公開（公告）日: 2017-09-15
• 發明（設計）人: 劉爽;譚曉川;王天鈺;謝翼駿;馬世俊;郭麗娜;劉永;鐘智勇
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: C23C14/24
• 分類號: C23C14/24;C23C14/06;C23C14/18
• 代理公司: 成都點睛專利代理事務所(普通合伙)51232
• 代理人: 葛啟函

技術領域

本發明屬于閃爍體探測器技術領域，特別涉及一種具有防潮特性的摻鉈碘化銫薄膜及其制備方法。

背景技術

隨著X射線探測技術的發展，閃爍體探測器成為目前研究最熱、應用最好的一類X射線圖像探測器。閃爍體探測器是通過利用閃爍體材料具有將X射線光子轉化為可見光光子的獨特性能，再與非常成熟的可見光圖像探測技術相結合，進而實現比較理想的X射線圖像探測。目前，閃爍體探測器已經在醫療、工業、安防等領域得到廣泛的應用，比如在醫療方面能夠使得介入、透視、造影等醫療手段圖像數字化；在工業方面能夠實現無損檢測、無損探傷、煤礦勘探；在安防方面能夠用于地鐵、機場以及海關等諸多場所的安全檢查。故而，閃爍體探測器的應用為發展國民經濟、保障人民健康做出了重大貢獻。

閃爍材料的作用主要是將X光轉換為可記錄的可見光，因此，閃爍材料的轉換效率和光產能以及其他參數會影響后續的光信號讀出。現有技術中，主要采用以摻鉈碘化銫、摻鉈碘化鈉為代表的閃爍晶體作為閃爍材料。而在這一系列閃爍晶體之中，摻鉈碘化銫因其光產額高、光轉換效率好，容易與CCD進行光譜匹配，具有可塑性，并且生產成本相對較低等優異性能，在閃爍體X射線探測器中應用最為廣泛。因而，有關摻鉈碘化銫薄膜制備工藝的研究也受到了越來越多的關注。例如：申請號為CN 200910060112.5的中國專利《摻鉈碘化銫(CsI∶Tl)薄膜的一種制備方法》、申請號為CN 201110442455.5的中國專利《微柱結構CsI(Tl)X射線閃爍轉換屏的制備方法及其應用》、申請號為CN 201310269684.0的中國專利《摻鉈碘化銫薄膜表面缺陷處理方法》、申請號為CN 201310499469.X的中國專利《一種摻鉈的碘化銫復合薄膜及其制備方法》等專利文件均公開了摻鉈碘化銫薄膜的制備工藝，并且致力于提高其性能。然而，由于傳統熱蒸發鍍膜工藝制備所得摻鉈碘化銫薄膜容易吸收空氣中的水分子而發生潮解現象，而潮解進一步會影響摻鉈碘化銫薄膜表面晶粒的形貌以及形成晶體的晶向，最終將導致摻鉈碘化銫薄膜的光轉換效率和空間分辨率等性能的降低。因此，亟需一種解決摻鉈碘化銫薄膜易潮解的方法，使得其薄膜級別的光轉換性能保持優異，這一技術問題的解決對于提高X射線探測器的整體性能及使用壽命等指標均有重要意義。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于：提供一種具有抗潮特性的摻鉈碘化銫薄膜及其制備方法，保證摻鉈碘化銫薄膜光轉換性能夠保持優異，進而有利于提高X射線探測器的性能指標。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一方面，本發明提供了一種抗潮解摻鉈碘化銫薄膜，其特征在于，包括：摻鉈碘化銫薄膜及沉積在其上的鋁膜，所述鋁膜在摻鉈碘化銫薄膜上面形成致密防潮層。

進一步地，鋁膜的厚度為200～300nm。

另一方面，本發明提供了一種抗潮解摻鉈碘化銫薄膜的制備方法，其特征在于，采用真空熱蒸鍍法在襯底表面先鍍制摻鉈碘化銫薄膜再鍍制鋁膜。

進一步地，鋁膜的厚度為200～300nm。

進一步地，本發明所公開抗潮解摻鉈碘化銫薄膜的制備方法，具體包括如下步驟：

步驟A：將摻鉈碘化銫粉末置于舟狀蒸發源上，然后將潔凈干燥的襯底置于所述舟狀蒸發源上方載物臺，在真空環境下，加熱舟狀蒸發源使得摻鉈碘化銫粉末蒸發，通過旋轉蒸鍍在襯底表面鍍制摻鉈碘化銫薄膜；

步驟B：將反應裝置內氣壓恢復至常壓，采用鋁材作為蒸發源，然后將步驟A制得鍍有摻鉈碘化銫薄膜的襯底置于鋁材上方載物臺，并使得鍍有摻鉈碘化銫薄膜的一面與鋁材相向設置，在真空環境下，加熱蒸發源使得鋁材蒸發，通過旋轉蒸鍍在摻鉈碘化銫薄膜表面鍍制鋁膜。

具體地，本技術方案中摻鉈碘化銫粉末是由CsI晶體和TlI晶體混合形成。

具體地，本技術方案的步驟A中真空環境的氣壓在1×10^-3至3×10^-3Pa范圍內。

具體地，本技術方案的步驟A中加熱方式具體是通過對蒸發源通電流進而加熱蒸發物質，蒸鍍電流值為100A～120A。

具體地，本技術方案的步驟A中襯底距離舟狀蒸發源的垂直距離為15～30厘米。

具體地，本技術方案的步驟A中旋轉蒸鍍時襯底旋轉速率為25～35轉/分鐘。

具體地，本技術方案的步驟A中蒸鍍時間為90～120分鐘。

具體地，本技術方案的步驟B中真空環境的氣壓在8×10^-3至3×10^-3Pa。