閃爍單晶znwo4的坩堝下降法生長(zhǎng)【文獻(xiàn)綜述】

1、0文獻(xiàn)綜述文獻(xiàn)綜述應(yīng)用化學(xué)應(yīng)用化學(xué)閃爍單晶ZnWO4的坩堝下降法生長(zhǎng)1.1.閃爍晶體及其應(yīng)用閃爍晶體及其應(yīng)用1.11.1閃爍晶體概述閃爍晶體概述當(dāng)X射線、γ射線、紫外線或放射性粒子通過某些晶體時(shí)，使晶體中的一些活性離子激發(fā)，當(dāng)它們返回到基態(tài)時(shí)發(fā)出能量較低的、波長(zhǎng)范圍在紫外或可見光波段的熒光，這種晶體被稱為閃爍晶體。閃爍晶體根據(jù)陰離子或陰離子團(tuán)的性質(zhì)可分為兩類：鹵化物晶體和氧化物晶體，常見的性能優(yōu)良的鹵化物晶體有NaI(Tl)、CsI(T

2、l)、BaF2，性能優(yōu)良的氧化物晶體有BGO、ZWO、PWO、CWO等。盡管不同的應(yīng)用對(duì)閃爍體會(huì)提出不同的要求，但閃爍體在絕大多數(shù)應(yīng)用中都被用于檢測(cè)電離輻射，所以對(duì)閃爍體存在著共同的要求。（1）對(duì)電離輻射的高阻斷能力：要求閃爍體具有高密度并含有原子序數(shù)大的元素；（2）大的光輸出能力：要求閃爍體的發(fā)光波長(zhǎng)能與后續(xù)的光電讀出器件相匹配；（3）精細(xì)的時(shí)間分辨率：要求閃爍體具有短的衰減時(shí)間和高的光產(chǎn)額；（4）良好的能量分辨能力：要求取決于閃爍體

3、的光產(chǎn)額和光輸出能力；（5）高穩(wěn)定性：穩(wěn)定性包括機(jī)械上的堅(jiān)固耐用性、正常氣氛下的化學(xué)穩(wěn)定性以及輻射條件下的性能穩(wěn)定性(即輻射硬度)，其中尤其強(qiáng)調(diào)輻射硬度；（6）材料的可獲得性：要求能以低廉的價(jià)格實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量晶體的批量生產(chǎn)。1.2閃爍晶體的應(yīng)用閃爍晶體的應(yīng)用由于X射線、γ射線及其它離能粒子入射閃爍晶體時(shí)，閃爍晶體被激發(fā)出熒光，因此可通過這種光一光轉(zhuǎn)換效應(yīng)來探測(cè)核輻射，使閃爍晶體在核醫(yī)學(xué)、高能物理、核枝術(shù)、空間物理及石油勘探等領(lǐng)域獲得廣泛的應(yīng)

4、用。1X射線斷層掃描(XCT)2（15～50ns）和高抗輻照（～1TeV）等特性外，而且價(jià)格低廉。對(duì)光產(chǎn)額要求，相對(duì)較低。有價(jià)值的材料主要集中在摻Ce的稀土硅（鋁）酸鹽，如GSO:Ce、LuAP:Ce、LSO:Ce以及Lux(RE)1xAP:Ce等。2.ZnWO4晶體晶體2.1晶體結(jié)構(gòu)晶體結(jié)構(gòu)鎢酸鋅單晶屬黑鎢礦結(jié)構(gòu)空間群為P2／C。晶胞參數(shù)為a=0.4690nm，B=0.5718nm，c=0.4926nm，p=90.64，其中[WO6]

5、和[ZnO6]八面體是該結(jié)構(gòu)的基本特點(diǎn)，由于在[WO6]結(jié)構(gòu)中的兩個(gè)長(zhǎng)鍵比短鍵長(zhǎng)約20%，故也有人認(rèn)為[WO4]四面體結(jié)構(gòu)是其主要特點(diǎn)。2.2晶體性能及應(yīng)用晶體性能及應(yīng)用鎢酸鋅是有優(yōu)良性能的閃爍體主要有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）密度大（ρ=7.9gcm3)輻射長(zhǎng)度短可使高能探測(cè)器做得十分密集從而降低儀器的造價(jià)；（2）發(fā)光效率高為NaI（Tl)發(fā)光效率的26%能量分辨率為12.5%均優(yōu)于BGO晶體；（3）無毒不潮解發(fā)光強(qiáng)度的溫度系數(shù)穩(wěn)定；（4）抗輻

6、射損傷能力強(qiáng)，發(fā)射波長(zhǎng)為460nm衰減快成份為1s慢成份為10s。目前ZWO晶體已用于γ射線探測(cè)及能譜測(cè)量、粒子鑒別和反康普頓屏蔽。英國(guó)劍橋大學(xué)卡文迪許實(shí)驗(yàn)室、美國(guó)癌研究所以及德國(guó)西門子公司均用以制作輻射計(jì)量探測(cè)器和X—CT的探頭。2.3摻Ge4晶體的閃爍性能晶體的閃爍性能摻Ge4濃度在0.06wt%時(shí)，在325nm處有一個(gè)強(qiáng)吸收峰，這是由于Ge4替代W6后，共價(jià)鍵成分增加增加了紫色光區(qū)的共振吸收使吸收帶變寬，這一吸收帶可將更多的光傳遞