本发明涉及闪烁晶体的生长方法,属于一种gagg闪烁晶体制造方法。
背景技术:
近年来,铈离子掺杂的多组分石榴石闪烁晶体是闪烁晶体领域的研究热点。以石榴石结构为基础,通过调节晶体中a、b格位的元素组成来调控晶体的电子结构,可有效抑制本征缺陷引起的电子陷阱对电子空穴对的俘获,提高晶体的光输出。其中,由gd原子占据a格位,由a1、ga原子占据b格位形成的饼:gd3gas。a15混晶是世界上光输出最高的氧化物闪烁晶体。gagg晶体的热导率低,ga2o3组分易挥发,生长时易开裂和组分偏离,不易获得闪烁性能均匀的大尺寸晶体。因此,本文发明通过优化温场结构和生长工艺参数,采用提拉法技术制备以满足gagg闪烁晶体的生长需要。
技术实现要素:
本发明的目的就是克服现有技术的不足,而提供一种gagg闪烁晶体制造方法。
为解决上述的技术问题,本发明采用以下技术方案:
一种gagg闪烁晶体制造方法,具体如下工艺过程和步骤:
(a)原料的配置:原料纯度均为99.99%以上的高纯gd203、a1203、ga203和ce02按照质量分数比6:3:5:5混合,将混合的原料置于马弗炉中,在1200℃下煅烧12h;
(b)晶体生长:将所述(a)步骤制取的原料放置到中频感应加热提拉炉内进行生长,以高纯n和o的混合气体为保护气氛,拉速为0.5~3.0mm/h,转速为5~15r/min;生长时间为7~15天,生长出长和宽为7~10mm,厚度为3~5mm的gagg闪烁晶体,对其进行抛光,用乙醇擦洗干净,获得gagg闪烁晶体。
优选地,所述的步骤(a)原料的配置,所述99.99%以上的高纯gd203、a1203、ga203和ce02使用前需要去除其中的水分。
优选地,所述的步骤(b)晶体生长中采用的中频频率为8khz。
与已有技术相比,本发明的有益效果如下:
本发明一种gagg闪烁晶体制造方法,通过优化温场结构和生长工艺参数,采用提拉法技术制备以满足gagg闪烁晶体的生长需要。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步的说明:
一种gagg闪烁晶体制造方法,具体如下工艺过程和步骤:
(a)原料的配置:原料纯度均为99.99%以上的高纯gd203、a1203、ga203和ce02按照质量分数比6:3:5:5混合,将混合的原料置于马弗炉中,在1200℃下煅烧12h;所述99.99%以上的高纯gd203、a1203、ga203和ce02使用前需要去除其中的水分。
(b)晶体生长:将所述(a)步骤制取的原料放置到中频感应加热提拉炉内进行生长,所述中频频率为8khz,以高纯n和o的混合气体为保护气氛,拉速为0.5~3.0mm/h,转速为5~15r/min;生长时间为7~15天,生长出长和宽为7~10mm,厚度为3~5mm的gagg闪烁晶体,对其进行抛光,用乙醇擦洗干净,获得gagg闪烁晶体。
经试验验证,采用本发明中频感应加热提拉炉能够制造直径为50mmgagg闪烁晶体,经测试晶体无开裂、包裹物等宏观缺陷。通过透过率测试,其紫外、可见光到近红外波段的透过率均大于80%;x线激发发射谱表明,gagg晶体的发光中心波长为540din;本工艺制得的晶体光输出为54000光子/mev,能量分辨率为7.2%,衰减时间约为94ns。其优异的综合性能,使其在核医疗、工业ct、安检、环境监测等领域有重要的应用潜力。
以上所述,仅是对本发明的较佳实施例而已,并非是对本发明做其他形式的限制,任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是,凡是未脱离本发明方案内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与改型,仍属于本发明的保护范围。
1.一种gagg闪烁晶体制造方法,其特征在于:具体如下工艺过程和步骤:
(a)原料的配置:原料纯度均为99.99%以上的高纯gd203、a1203、ga203和ce02按照质量分数比6:3:5:5混合,将混合的原料置于马弗炉中,在1200℃下煅烧12h;
(b)晶体生长:将所述(a)步骤制取的原料放置到中频感应加热提拉炉内进行生长,以高纯n和o的混合气体为保护气氛,拉速为0.5~3.0mm/h,转速为5~15r/min;生长时间为7~15天,生长出长和宽为7~10mm,厚度为3~5mm的gagg闪烁晶体,对其进行抛光,用乙醇擦洗干净,获得gagg闪烁晶体。
2.根据权利要求1所述的一种gagg闪烁晶体制造方法,其特征在于:所述的步骤(a)原料的配置,所述99.99%以上的高纯gd203、a1203、ga203和ce02使用前需要去除其中的水分。
3.根据权利要求1所述的一种gagg闪烁晶体制造方法,其特征在于:所述的步骤(b)晶体生长中采用的中频频率为8khz。