稀土石榴石基閃爍體
——一種新的閃爍體

閃爍晶體是一種能將Χ、γ射線或其他高能粒子的能量轉變成可見光或紫外光的功能晶體材料，因此被人們形象地比喻為能看得見高能射線或粒子的“眼睛”，在核醫學成像、安全檢查和高能物理等領域有著廣泛的應用。目前，閃爍晶體的發展趨勢是以高輸出、快響應、高密度等性能為中心，開展新型閃爍晶體的研究，通過減少晶體中各種缺陷以及提高晶體的光學均勻性來改善其閃爍性能。其中，多組分石榴石閃爍晶體是近幾年發現的新型無機閃爍材料，憑借其無潮解、無解離、無毒害性等優點迅速成為閃爍晶體領域研究的熱點。北京濱松光子技術股份有限公司(簡稱“北京濱松”)研制了具有自主知識產權的稀土石榴石基閃爍體(rare earth garnet based scintillator, RGBS)，該產品以石榴石結構(A3B5O12)為基礎，通過“帶隙工程”實現對石榴石晶體性能的調控，即通過調整A、B離子的元素種類，實現對石榴石晶體內部電子結構的調整，抑制晶體內部本征缺陷對電子空穴對的俘獲，減少晶體內部反位缺陷，從而實現對晶體性能的調控。

根據“帶隙工程”能制造出滿足不同應用需求的產品，具體參數見表1。基于兩類RGBS性能差異，應用領域推薦如下：

表1 RGBS主要參數

1)高光輸出型RGBS：憑借其光輸出高和能量分辨率好的特性，在安檢、高能物理領域具有明顯優勢，可應用于工業CT領域，能降低輻射劑量或增加探測距離，可應用于能譜檢測領域，比如康普頓相機等。

2)低余輝型RGBS：與GOS陶瓷的余輝性能(≤0.02%@20 ms)相當，適用于安檢CT和醫療CT領域。

圖1 北京濱松生產的RGBS

RGBS是同成分熔融化合物，熔點高達1 850 ℃，需使用提拉法進行生長。目前，北京濱松已架起RGBS從實驗室培育到產業化發展的橋梁，建立了成熟的RGBS生長、加工生產線，年產量達噸級，還可以加工滿足客戶需求的單晶、陣列產品。北京濱松光子技術股份有限公司擁有單晶和多晶閃爍體材料，以及光學材料的制備、加工及封裝技術，始終以發展光子技術為己任，探索人類未知未涉！

(北京濱松光子技術股份有限公司 供稿)