用于辐射探测的混合卤化物闪烁体制造技术

混合卤化物闪烁材料，具有通式AB

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于辐射探测的混合卤化物闪烁体相关申请的交叉引用本申请要求2014年5月8日提交的名称为“MIXEDHALIDESCINTILLATORSFORRADIATIONDETECTION”的美国临时申请序列号61/990,541的权益，通过引用将其公开内容以其全文并入本文。专利
本专利技术涉及用于探测辐射例如X-射线、γ射线和热中子辐射的闪烁材料。背景闪烁体是能够吸收高能颗粒并将这些颗粒转化为多个低能光子的材料。闪烁材料与光电探测器结合来探测各种应用(包括医学成像、地质勘探、国土安全和高能物理)中的高能光子、电子和其它颗粒是科学上和经济上重要的。为了使应用中的闪烁体的值最大化，需要包括高闪烁光产额、快速闪烁衰减时间和上升时间、良好的能量分辨率、高程度的比例、合适的发射波长以及在宽温度范围内的良好热响应的特性。为此，获得电子/空穴陷阱和无缺陷的闪烁体是重要的。包含一价或二价的外部活化剂的卤化物闪烁体是一类有前途的闪烁体。一价的外部活化剂包括Tl+、Na+和In+。例如，在M.Gascón等人的“ScintillationPropertiesofCsBa2I5ActivatedwithMonovalentIonsTl+,Na+andIn+”,JournalofLuminescence,2014,156,63-68中制造了用Tl+、Na+和In+闪烁体掺杂的CsBaI5并且将其用作γ射线探测器。Eu2+和Yb2+是二价的外部活化剂的实例。描述了几种Eu2+掺杂的卤化物闪烁体，其一致地显示出高的光输出和熔化，允许采用Bridgman-Stockbarger技术生长闪烁体。例如，在K.Yang等人的“CrystalGrowthandCharacterizationofCsSr1-xEuxI3HighLightYieldScintillators”，RapidResearchLetters，2011，5，43-45和K.Yang等人的“OpticalandScintillationPropertiesofSingleCrystalCsSrl-xEuxI3”,NuclearScienceSymposiumConferenceRecord(NSS/MIC),2010IEEE2010，1603-1606中制备了Eu2+掺杂的CsSrI3闪烁体并且公开了它们的光物理性质。M.Zhuravleva等人的美国专利公开号2012/0273726报道了掺杂有Eu2+的CsSrBr3的闪烁性质。另一个实例M.Zhuravleva等人的“NewSingleCrystalScintillators,CsCaCl3：Eu和CsCaI3：Eu”，JournalofCrystalGrowth，2012,352，115-119描述了掺杂有Eu2+的CsCaI3和CsCaCl3的闪烁性质。发现掺杂有Eu2+的CsBaI3的闪烁体晶体具有优良的闪烁体性质，如公开在U.Shirwadkar等人的“NewPromisingScintillatorforGamma-RaySpectroscopy:Cs(Ba，Sr)(Br，I)3”，IEEENuclearScienceSymposiumConferenceRecord，2011，1583-1585中的那样。已经提出使用混合卤化物闪烁体即含有两种或更多种不同的卤原子的闪烁体作为增加闪烁体光输出的手段，如A.V.Gektin等人的“ScintillationEfficiencyImprovementbyMixedCrystalUse”，IEEETransactionsonNuclearScience，2014，61，262-270中所示。混合卤化物闪烁体在有限的上下文中已经举例。例如，在H.Wei等人的“TwoNewCerium-DopedMixed-AnionElpasoliteScintillators:Cs2NaYBr3I3andCs2NaLaBr3I3”，OpticalMaterials，2014，38，154-160中制作了掺杂有三价活化剂Ce3+的Cs2NaYBr3I3和Cs2NaLaBr3I3的混合卤化物钾冰晶石闪烁体并且报道了其光学性质。在H.Wei等人的“TheScintillationPropertiesofCeBr3-xClxSingleCrystals”,JournalofLuminescence，2014,156，175-179中报道了Ce3+基单晶混合卤化物闪烁体。在另一个实例中，在“ScintillationandOpticalPropertiesofBaBrI：Eu2+andCsBa2I5：Eu2+”,IEEETransactionsonNuclearScience，2011，58，3403-3410中G.Bizarri等人报道了BaBrI的Eu2+掺杂的闪烁体。附图简要说明图1示出了示例性CsSrBrI2(Eu7％)闪烁体、示例性CsSrClBr2(Eu10％)闪烁体和示例性CsCaBrI2(Eu7％)闪烁体的差示扫描量热法热分析图。图2A示出了在安瓿中示例性CsSrBrI2(Eu7％)闪烁体的晶体生长。图2B示出了示例性CsSrBrI2(Eu7％)闪烁体的裸晶体(barecrystal)。图2C示出了示例性CsSrBrI2(Eu7％)闪烁体的5×5×5mm3的抛光样品。图3A示出了在安瓿中示例性CsCaBrI2(Eu7％)闪烁体的晶体生长。图3B示出了示例性CsCaBrI2(Eu7％)闪烁体的裸晶体。图3C示出了示例性CsCaBrI2(Eu7％)闪烁体的8×8×20mm3的抛光样品。图4A示出了在安瓿中示例性CsSrClBr2(Eu10％)闪烁体的晶体生长。图4B示出了示例性CsSrClBr2(Eu10％)闪烁体的6×5×13mm3的抛光样品。图5示出了示例性CsSrBrI2(Eu7％)闪烁体、示例性CsCaBrI2(Eu10％)闪烁体和示例性CsSrClBr2(Eu10％)闪烁体的X-射线激发的辐射发光光谱。图6示出了示例性KSrBrI2(Eu3％)闪烁体的辐射发光光谱。图7示出了示例性RbSrBrI2(Eu3％)闪烁体的辐射发光光谱。图8示出了示例性CsSrBrI2(Yb1％)闪烁体的辐射发光光谱。图9示出了示例性CsSrBrI2(In0.5％)闪烁体的辐射发光光谱。图10示出了示例性CsSrBrI2(Eu7％)闪烁体、示例性CsCaBrI2(Eu10％)闪烁体和示例性CsSrClBr2(Eu10％)闪烁体的闪烁衰减时间分布图。图11示出了示例性KSrBrI2(Eu3％)闪烁体的闪烁衰减分布图。图12示出了示例性RbSrBrI2(Eu3％)闪烁体的闪烁衰减分布图。图13示出了示例性CsSrBrI2(Yb1％)闪烁体的闪烁衰减分布图。图14示出了作为示例性CsSrBrI2闪烁体、示例性CsSrClBr2闪烁体和示例性CsCaBrI2闪烁体的铕浓度的函数的光产额。图15A示出了示例性CsSrBrI2(Eu7％)闪烁体的脉冲高度谱。图15B示出了示例性CsCaBrI2(Eu7％)闪烁体的脉冲高度谱。图15C示出了示例性CsSrClBr2(Eu10％)闪烁体的脉冲高度本文档来自技高网...

【技术保护点】
闪烁体，其包含具有以下化学式的化学化合物AB

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.05.08 US 61/990,5411.闪烁体，其包含具有以下化学式的化学化合物AB(1-y)MyX'wX"(3-w)，其中0≤y≤1，0.05≤w≤1，A为Li、Na、K、Rb、Cs、In之一或其任何组合，B为Mg、Ca、Sr、Ba或其任何组合，M为Eu或Yb，X'为F、Cl、Br、I之一或其任何组合，并且X"不同于X'且为F、Cl、Br和I之一或其任何组合。2.权利要求1的闪烁体，其中0≤y≤0.15。3.权利要求1的闪烁体，其中M为Eu2+或Yb2+。4.权利要求1的闪烁体，其中A是Cs。5.闪烁体，其包含具有以下化学式的化学化合物A(1-y)BMyX'wX"(3-w)其中0≤y≤1，0.05≤w≤1，A为Li、Na、K、Rb、Cs、In之一或其任何组合，...

【专利技术属性】
技术研发人员：L·斯坦德，C·L·梅尔彻尔，M·茹拉夫勒娃，H·魏，
申请(专利权)人：田纳西大学研究基金会，
类型：发明
国别省市：美国,US