闪烁材料作为光学和能量转换材料在高能射线探测和成像领域得到了广泛的应用。多年来,国内外研究学者一直致力于研发高性能的新型闪烁体。其中,(Ce,Gd)(Ga,Al)O(简作Ce:GGAG)被认为是最有前途的新一代X-CT探测成像用候选材料之一,在晶体生长、透明陶瓷制备以及组分调控等方面已经开展了大量研究工作。Ce:GGAG中Ga/Al比的变化可调节禁带宽度,进而影响发光离子的能级位置,实现光谱和发光效率的调控;组分筛选的研究结果表明,在Ga/Al比在2/3-3/2范围内时闪烁性能最佳。但随着Ga/Al比的降低,晶体生长的难度增加,研究认为是由于随着Ga/Al比的降低,Gd(Al,Ga)O熔体非一致熔融倾向增加,至GdAl5时,完全非一致熔融,从而导致晶体生长困难。作者开展了低Ga含量Ce:GGAG(Ga/Al比为2/3)的光浮区法(Optical Floating Zone method,OFZ)晶体生长和闪烁性能研究。与CZ法和μ-PD法相比,光浮区法在晶体生长过程不需要坩埚,几乎不会在生长过程中引入杂质,可以生长熔点很高的晶体。生长速度与其他单晶生长方法相比较快,提高了晶体生长效率且晶体生长质量较高,在新材料研发方面具有比较优势。
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