[發明專利]一種八面體格位摻雜改善鋁鎵酸釓閃爍材料及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 202210615429.6
• 申請日: 2022-06-01
• 公開（公告）號: CN115322784A
• 公開（公告）日: 2022-11-11
• 發明（設計）人: 丁棟舟;李銘清;趙書文;楊帆
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海硅酸鹽研究所
• 主分類號: C09K11/80
• 分類號: C09K11/80;C09K11/88
• 代理公司: 上海瀚橋專利代理事務所(普通合伙) 31261
• 代理人: 曹芳玲;鄭優麗

1.一種八面體格位摻雜改善鋁鎵酸釓閃爍材料，其特征在于，所述八面體格位摻雜改善鋁鎵酸釓閃爍材料的化學式為Gd_3-x-aR_aCe_xAl_5-y-zGa_yM_zO₁₂，式中M為八面體格位的摻雜離子，且M的離子半徑在Al³⁺和Gd³⁺之間，優選自鉿Hf、鋯Zr、銅Cu、鋅Zn、錫Sn、鉛Pb、鈦Ti、碲Te、鋱Tb中至少一種；R選自Lu、Y和La中至少一種，0≤x≤0.15，0≤a≤3，2≤y≤3，0＜z≤0.25，且0≤x+a≤3。

2.根據權利要求1所述的八面體格位摻雜改善鋁鎵酸釓閃爍材料，其特征在于，0.003≤x≤0.1，0≤a≤2.997，2.3≤y≤2.8，0.003≤z≤0.2；M的離子半徑介于71 pm～77 pm之間，M優選鉿Hf、鋯Zr、銅Cu、鋅Zn中至少一種。

3.根據權利要求2所述的八面體格位摻雜改善鋁鎵酸釓閃爍材料，其特征在于，優選為0.003≤x≤0.03，0≤a≤2.997，2.3≤y≤2.8，0.003≤z≤0.06；M優選為兩種元素，更優選為其中一種選自鉿或鋯，另一種選自銅或鋅。

4.根據權利要求1-3中任一項所述的八面體格位摻雜改善鋁鎵酸釓閃爍材料，其特征在于，通過八面體格位M的摻雜實現更快的發光衰減速度，包括光致發光的衰減時間或閃爍發光的衰減時間中至少一種縮短。

5.根據權利要求4所述的八面體格位摻雜改善鋁鎵酸釓閃爍材料，其特征在于，除了具有更快的發光衰減速度，還伴隨光輸出提高、能量分辨率降低、X-射線激發發射強度變強中至少一種出現。

6.根據權利要求1-5中任一項所述的八面體格位摻雜改善鋁鎵酸釓閃爍材料，其特征在于，所述八面體格位摻雜改善鋁鎵酸釓閃爍材料為八面體格位摻雜改善鋁鎵酸釓閃爍多晶粉末、八面體格位摻雜改善鋁鎵酸釓閃爍陶瓷、或八面體格位摻雜改善鋁鎵酸釓閃爍單晶。

7.一種八面體格位摻雜改善鋁鎵酸釓閃爍材料的制備方法，其特征在于，所述八面體格位摻雜改善鋁鎵酸釓閃爍材料的化學式為Gd_3-x-aR_aCe_xAl_5-y-zGa_yM_zO₁₂，式中M為八面體格位的摻雜離子，且M的離子半徑在Al³⁺和Gd³⁺之間，優選自鉿Hf、鋯Zr、銅Cu、鋅Zn、錫Sn、鉛Pb、鈦Ti、碲Te、鋱Tb中至少一種；R選自Lu、Y和La中至少一種，0≤x≤0.15，0≤a≤3，2≤y≤3，0＜z≤0.25，且0≤x+a≤3；

當所述八面體格位摻雜改善鋁鎵酸釓閃爍材料為八面體格位摻雜改善鋁鎵酸釓閃爍多晶粉末時，該制備方法包括：

（1）按照八面體格位摻雜改善鋁鎵酸釓閃爍材料的化學式，稱量M的氧化物粉體、R的氧化物粉體、CeO₂粉體、Gd₂O₃粉體、Al₂O₃粉體和Ga₂O₃粉體并混合，得到混合粉體；

（2）將所得混合粉體在1000～2000℃下固相反應5～200 小時，得到所述八面體格位摻雜改善鋁鎵酸釓閃爍多晶粉末。