一种高光输出硅酸铋闪烁晶体及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种高光输出硅酸铋闪烁晶体，在硅酸铋晶体中掺有Ta

High light output bismuth silicate scintillation crystal and preparation method thereof

The invention provides a high light output bismuth silicate scintillation crystal which is doped with Ta in a bismuth silicate crystal

【技术实现步骤摘要】
一种高光输出硅酸铋闪烁晶体及其制备方法
本专利技术属于材料学领域，涉及一种晶体材料，具体来说是一种高光输出硅酸铋闪烁晶体及其制备方法。
技术介绍
硅酸铋（Bi4Si3O12，简称BSO）是一种新型闪烁晶体，与著名的锗酸铋（Bi4Ge3O12，简称BGO）晶体同属立方晶系，结构相近，具有相似的物理化学性质，如密度高、辐照长度短、莫里埃半径小、不潮解、易加工等等。同时，BSO晶体衰减时间（100ns）是BGO的1/3，辐照硬度（105～106rad）比BGO高一个数量级，而且SiO2原料价格低廉，是替代BGO的理想材料，可潜在应用于高能物理、核医学成像、地理勘探等领域。日本东北大学Shimizu教授等发现BSO晶体非常适合作为探测几百个MeV能量级粒子的小型电磁量能器的探头。另外BSO同时具有Cherenkov和闪烁性能，其综合性能在双读出领域远优于BGO和钨酸铅（PbWO4，PWO）等现有的晶体材料。掺杂改性是改善晶体性能的常用办法，因此，对于BSO晶体，人们也进行了相当多的掺杂改性研究。主要包括过渡元素和稀土元素掺杂BSO晶体性能研究。费一汀等研究了Cr、Fe、Ce、Nd以及Eu等掺本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高光输出硅酸铋闪烁晶体，其特征在于，所述硅酸铋晶体掺有Ta

【技术特征摘要】
1.一种高光输出硅酸铋闪烁晶体，其特征在于，所述硅酸铋晶体掺有Ta5+，Ta5+以Ta2O5的形式掺入，掺杂量为0.2～4mol%/mol。2.根据权利要求1所述的一种高光输出硅酸铋闪烁晶体，其特征在于，Ta5+的最佳掺杂量为2mol%/mol。3.权利要求1-2中任一所述的一种高光输出硅酸铋闪烁晶体的制备方法，其特征在于包括如下步骤：1）先采用固相烧结法制备Bi4Si3O12多晶料，然后按所述掺杂量向Bi4Si3O12多晶料中加入Ta2O5，得到Ta掺杂的Bi4Si3O12多晶料；2）选择硅酸铋籽晶，将籽晶固定在坩埚底部的种井部位，将掺杂的多晶料装入固定有Bi4Si3O12籽晶的坩埚中并封好并移入陶瓷引下管；3）在12～20h中将晶体炉升温到1050～1200℃，并保温4～12小时；4）逐渐提升引下管，待坩埚内的多晶料完全熔融后保温1～5h；5）以0.2～0.6mm/h的速度下降引下管，进行晶体生长，得到高光输出硅酸铋闪烁晶体。4.如权利要求3所述的一种高光输出硅酸铋闪烁晶体，其特征在于，BSO籽晶的取向为<001>、<110>或其他方向；籽晶截面...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐家跃，冯海威，田甜，申慧，储耀卿，李旭祥，王洪超，
申请(专利权)人：上海应用技术大学，
类型：发明
国别省市：上海,31