[發明專利]一種摻鉈碘化銫復合薄膜及其制備方法

在審

• 申請號: 201810225624.1
• 申請日: 2018-03-19
• 公開（公告）號: CN108342688A
• 公開（公告）日: 2018-07-31
• 發明（設計）人: 劉爽;田春回;孫錦濤;許峻文;張尚劍;劉永
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: C23C14/06
• 分類號: C23C14/06;C23C14/08;C23C14/18;C23C14/30;C23C14/26
• 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

一種摻鉈碘化銫復合薄膜及其制備方法，屬于閃爍體探測成像技術領域。本發明公開的復合薄膜包括自下而上依次沉積摻鉈碘化銫薄膜層、微米級二氧化鈦層和納米級金屬鋁層，并且公開了基于真空蒸發法制備所述復合薄膜。本發明利用微米級二氧化鈦膜的物理特性在顯著提高復合薄膜光光轉換產額的同時，也防止了探測器轉換產生的過多紫外線對人體造成的傷害；利用金屬鋁的化學特性提高了摻鉈碘化銫復合薄膜的抗潮解能力，極大克服了轉換熒光損耗的問題。并且，本發明通過真空蒸發法制備摻鉈碘化銫復合薄膜，制備方法簡單可控，成本低，適于工業化生產。本發明對提高摻鉈碘化銫閃爍體探測成像性能有重要的意義。

技術領域

本發明屬于閃爍體探測成像技術領域，具體涉及一種摻鉈碘化銫復合薄膜及其制備方法。

背景技術

隨著德國物理學家W.K.倫琴于1895年發現X射線以來，X射線越來越多的在日常生活中得到應用，從最初的X光感光底片到后來的X射線探測器，X射線探測成像技術已在科研、生活、生產等領域得到廣泛應用，比如在科研方面，能夠對小動物進行輻照研究，為生物系統開發藥物，醫療方面，能夠使得介入、透視、造影等醫療手段圖像數字化；生活方面，能夠用于機場、鐵路、海關以及機場等公共場所的安全檢查；生產方面，能夠實現無損探傷、無損檢測、煤礦勘探；隨著技術的發展，以摻鉈碘化銫一類為代表的閃爍體探測器成為X射線探測領域研究最熱、應用最廣的圖像探測器。

目前，X射線成像是利用閃爍材料將X射線轉換成可識別的可見光信號，在其后端用可見光讀出器CCD進行收集處理光信號，從而實現X光探測成像。因此，良好的閃爍材料的選擇將有助于實現高的光光轉換效率和光產能，在以碘化銫一類為閃爍材料中，摻鉈碘化銫可將X光轉換為550納米左右的可見光，從而實現與CCD良好的響應匹配，并且工業生產成本較低等優良性能，在閃爍體X射線探測器中應用最多。而關于摻鉈碘化銫薄膜制備工藝的研究也更多的受到了廣泛的關注。例如:CN 200910060112.5《摻鉈碘化銫(CsI:Tl)薄膜的一種制備方法》、CN 201110442455.5《微柱結構CsI(Tl)X射線閃爍轉換屏的制備方法及其應用》、CN 201310499469.X《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。但是，由于傳統真空蒸發鍍膜工藝制備的摻鉈碘化銫薄膜存在孔洞、間隙和裂紋等表面結構缺陷并且易吸收空氣中的水分子而發生潮解，最終嚴重影響到摻鉈碘化銫薄膜的光轉換效率和成像等性能。因此，如何克服摻鉈碘化銫薄膜表面缺陷所導致的光轉換率低、成像效果不好的問題成為了本領域技術人員亟待解決的技術問題。

發明內容

鑒于上文所述，本發明的目的在于：針對現有技術中摻鉈碘化銫薄膜表面缺陷影響到器件光轉換和成像效果的問題，提供了一種具有優異光轉換性能的摻鉈碘化銫復合薄膜及其制備方法。

本發明為了解決上述技術問題所采用的技術方案具體如下：

一方面本發明公開了一種摻鉈碘化銫復合薄膜，其特征在于：所述復合薄膜包括自下而上依次沉積摻鉈碘化銫薄膜層、微米級二氧化鈦層和納米級金屬鋁層。

進一步地，本發明中微米級二氧化鈦層的厚度為30～150μm。

進一步地，本發明中納米級金屬鋁層的厚度為150～250μm。

另一方面本發明公開了所述摻鉈碘化銫復合薄膜的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟A：將潔凈、干燥的襯底固定在蒸鍍室的工件架上，將摻鉈碘化銫粉末置于蒸鍍舟內，然后在高真空環境下，加熱蒸鍍舟，使得摻鉈碘化銫粉末蒸發至工件架上旋轉的襯底表面形成摻鉈碘化銫薄膜；

步驟B：蒸鍍摻鉈碘化銫薄膜完成后，采用二氧化鈦顆粒作為蒸發原料，在真空環境下，加熱燈絲發出電子束，在電壓場中加速電子束以轟擊二氧化鈦，使得二氧化鈦蒸發至工件架上旋轉的摻鉈碘化銫薄膜表面形成微米級二氧化鈦膜；