一种快衰减高光输出氧化镓闪烁晶体及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种快衰减高光输出氧化镓闪烁晶体及其制备方法，该氧化镓闪烁晶体的化学式为β‑Ga

【技术实现步骤摘要】
一种快衰减高光输出氧化镓闪烁晶体及其制备方法
本专利技术属于核辐射探测材料制备
，涉及一种快衰减、高光输出氧化镓闪烁晶体及其制备方法。
技术介绍
以闪烁晶体为核心的探测和成像技术在核医学、高能物理、安全检查、工业无损探伤、空间物理及核探矿等方面得到了广泛应用，随着上述领域的迅速发展，对高质量、高光产额、快衰减闪烁晶体的要求越来越高。闪烁体是闪烁探测系统的核心部件，闪烁体性能直接影响并制约闪烁探测系统的性能。在高计数率场合、TOF-PET等领域要求闪烁体发光具有尽可能快的衰减时间；闪烁体高光输出有利于系统实现高灵敏度和高信噪比。因此理想闪烁体须具备高光产额、快发光衰减、高密度、发射谱与光电探测器响应匹配、物理化学性能稳定等特点。氧化镓(β-Ga2O3)晶体作为继GaN、SiC之后的超宽禁带半导体材料被大家所熟知，2016年日本科学家Yanagida等人报道β-Ga2O3晶体具有闪烁性能：在X射线源激发下，发射带中心波长位于380nm(3.26eV)处，快分量衰减时间为8ns，同时具有977ns慢衰减分量(T.Yanagidaetal本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种快衰减高光输出氧化镓闪烁晶体，其特征在于，其化学式为β-Ga

【技术特征摘要】
1.一种快衰减高光输出氧化镓闪烁晶体，其特征在于，其化学式为β-Ga2O3:M，M为掺杂的Ge4+或Al3+离子中的一种或两种。


2.根据权利要求1所述的一种快衰减高光输出氧化镓闪烁晶体，其特征在于，M在β-Ga2O3晶体中的掺杂总浓度为1～15at.％。


3.根据权利要求1所述的一种快衰减高光输出氧化镓闪烁晶体，其特征在于，Ge4+或Al3+离子分别由GeO2、Al2O3提供。


4.如权利要求1-3任一所述的一种快衰减高光输出氧化镓闪烁晶体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)取氧化镓原料与提供掺杂离子M的原料粉末充分混合均匀，等静压压制成型，再烧结得到晶体生长所用氧化镓陶瓷原料；
(2)将氧化镓陶瓷原料置于坩埚中，同时，取β-Ga2O3籽晶放入籽晶夹具内；
(3)导模炉内抽真空后，通入He气和CO2混合气体，加热使得坩埚内各原料完全熔化；
(4)控制坩埚上升，直至模具底部置入坩埚内，然后，维持模具静止不动，旋转坩埚搅拌熔体，使得坩埚内原料熔体内的掺杂离子M分布均匀，再停止坩埚旋转；
(5)烤β-Ga2O3籽晶，下降β-Ga2O3籽晶，使得β-Ga2O3籽晶与模具刃口处熔体充分接触并浸泡；
(6)降低加热功率并恒温，再提拉生长晶体，生长过程中，每间隔一段时间即停止提拉，并恒温进行坩埚旋转，然后接着提拉生长晶体；
(7)当晶体生长到指定长度后，脱离模具，降温冷却至室温，即得到目的产物氧化镓闪烁晶体。


5.根据权利要求4所述的一...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐慧丽，刘波，徐军，罗平，王庆国，何诺天，吴锋，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：上海;31