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《稀土焦硅酸盐Re 闪烁晶体的研究进展》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第34卷第1期人工晶体学报Vol.34No.12005年2月JOURNALOFSYNTHETICCRYSTALSFebruary,2005稀土焦硅酸盐ReSiO闪烁晶体的研究进展227严成锋,赵广军,杭寅,徐军(中国科学院上海光学精密机械研究所,上海201800)3+3+3+摘要:铈掺杂稀土焦硅酸盐系列晶体Re2Si2O7(其中Re=Lu、Y、Gd等)作为新型无机闪烁晶体材料,近来引起科研人员的关注。本文阐述了稀土焦硅酸盐系列晶体Re2Si2O7的结构、晶体生长方法、闪烁性能和有待进一步研究的问题。关键词:Re2Si2O7
2、;闪烁晶体;铈掺杂中图分类号:O782文献标识码:A文章编号:10002985X(2005)0120144205ResearchProgressinInorganicScintillationCrystalRe2Si2O7YANCheng2feng,ZHAOGuang2jun,HANGYin,XUJun(ShanghaiInstituteofOpticsandFineMechanics,Shanghai201800,China)(Received18June2004)3+3+3+Abstract:Therareearthp
3、yrosilicatesRe2Si2O7(Re2Lu,Y,Gd,etc.)asinorganicscintillatorshaveattractedmuchattentionrecently.Theresearchprogressintheirstructuresandsinglecrystalgrowthmethodsarereviewed,andtheirscintillationproperties,applicationsandproblemsrequiringfurtherresearcharealsodiscu
4、ssedinthispaper.Keywords:Re2Si2O7;scintillationcrystals;ceriumdoping1引言近年来,随着各种应用的普及和发展,特别是应高能物理实验和PET设计的需求,对闪烁晶体提出了越来3+3+3+越高的要求。二元Re2O32SiO2(其中Re=Lu、Y、Gd)稀土焦硅酸盐体系中,铈掺杂稀土正硅酸盐相系列[1,2]晶体Re2SiO5作为闪烁性能良好的第三代闪烁体被研制,如LSO、GSO、YSO或LYSO等。国际上,Re2SiO5晶体的生长、结构、荧光机理、闪烁性能及应用等方
5、面的研究工作已大量开展。由于它们具有较快的衰减时间、[1]较大的光输出等闪烁发光性能而早已为人熟知。作为二元Re2O32SiO2体系中另一个非常重要的焦硅酸盐稳定相系列材料Re2Si2O7,也同样具有很好的特性和用途,稀土焦硅酸盐Re2Si2O7通常可作为激光材料、铁磁和铁电材料等。另外还发现在Si3N4陶瓷表面上烧结生长的Re2Si2O7薄层,可以提高Si3N4陶瓷材料的高温抗氧化[326]性能,增强Si3N4陶瓷的化学稳定性和力学性能。然而掺杂的Re2Si2O7晶体材料如Lu2Si2O7:Ce等作为闪烁体的研究才刚刚开
6、始,由于它们同样具有成为优秀闪烁晶体的潜质,引起科研工作者越来越多的关注。本文综述了此系列晶体作为闪烁体的研究进展,通过阐述焦硅酸盐Re2Si2O7的结构、晶体生长方法、闪烁性能和有待进一步研究的问题,判断焦硅酸盐Re2Si2O7作为较理想的闪烁晶体和应用的潜力。收稿日期:2004206218作者简介:严成峰(19792),男,福建省人,博士研究生。E2mail:ychf7906@hotmail.com通讯作者:赵广军,E2mail:zhaoguangjun@163.net©1995-2006TsinghuaTongfan
7、gOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved.第1期严成峰等:稀土焦硅酸盐Re2Si2O7闪烁晶体的研究进展1452稀土焦硅酸盐Re2Si2O7晶体结构稀土焦硅酸盐系列晶体Re2Si2O7(Re代表:Sc、Lu、La、Er、Yb、Y、Gd、Eu、Sm、Nd、Ho和Dy等离子)的阴6242[8,11]离子团[Si2O7]是由两个(SiO4)四面体通过一个桥氧共顶(Si2O2Si)相连而成的双四面体。由于稀土[7215]阳离子尺寸的不同,稀土焦硅酸盐系列晶体Re2Si2O7可形成两种截然不同的单斜
8、结构:以半径较小的稀3+3+3+土阳离子比如Sc、Yb和Lu等为代表的是属于单斜C2/m空间群结构,在C2/m空间结构上稀土阳离3+62子Re占据一个结晶学格位,与氧形成扭曲的[ReO6]八面体,共边相连成平行的片,并与分离的[Si2O7]3+3+双四面体相间堆叠成网络结构,而掺质离子如Ce将进入[Re
