[发明专利]一种镧、镝、铈共掺的硅酸钇镥闪烁材料及其晶体生长方法

权利要求书

1.一种镧、镝、铈共掺的硅酸钇镥闪烁材料，其特征在于，具有以下化学式组成：La_2pDy_2qCe_2m(Lu_1-nY_n)_2(1-p-q-m)SiO₅,其中0＜p≤0.02，0＜q≤0.02，0＜m≤0.03,0.01≤n≤0.1，且p、q、m满足0＜p+q+m≤0.05；

所述硅酸钇镥闪烁材料中铈的有效分凝系数为0.35-0.45、镧的有效分凝系数为0.3-0.5、镝的有效分凝系数为0.5-0.6。

2.如权利要求1所述一种铈、镧、镝共掺的硅酸钇镥闪烁材料的晶体生长方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：按摩尔份将p份La₂O₃、q份Dy₂O₃、2m份CeO₂、n(1-p-q-m)份Y₂O₃、(1-n)(1-p-q-m)份Lu₂O₃、1份SiO₂混合均匀后，以10℃/min的速率升温至1100-1400℃，并煅烧30-100h，固相合成化学式为La_2pDy_2qCe_2m(Lu_1-nY_n)_2(1-p-q-m)SiO₅的多晶料块；

S2：常温下，以300-630MPa的压力压制化学式为La_2pDy_2qCe_2m(Lu_1-nY_n)_2(1-p-q-m)SiO₅的多晶料块，并在0.15MPa保护气体气氛下，加热至熔融状态，得到晶体生长初始熔体；

S3：按6-30rpm的转速旋转籽晶，并以0.8-5mm/h的拉速向上提拉，当晶体直径生长至90-110mm时，转速和拉速逐步降为0，结束等径生长，并利用PID算法自动降温至室温，完成镧、镝、铈共掺的硅酸钇镥晶体的生长。

3.根据权利要求2所述一种铈、镧、镝共掺的硅酸钇镥闪烁材料的晶体生长方法，其特征在于，所述固相合成反应方程式：

4.根据权利要求2所述一种铈、镧、镝共掺的硅酸钇镥闪烁材料的晶体生长方法，其特征在于，所述保护气体包括氮气、氦气、氩气、二氧化碳的一种或几种，且气流量为5-30L/min。

5.根据权利要求2所述一种铈、镧、镝共掺的硅酸钇镥闪烁材料的晶体生长方法，其特征在于，所述籽晶为La_2pDy_2qCe_2m(Lu_1-nY_n)_2(1-p-q-m)SiO₅单晶或LYSO单晶。

6.根据权利要求5所述一种铈、镧、镝共掺的硅酸钇镥闪烁材料的晶体生长方法，其特征在于，所述籽晶的截面法线方向为<100>、<010>或<001>方向。

7.根据权利要求2所述一种铈、镧、镝共掺的硅酸钇镥闪烁材料的晶体生长方法，其特征在于，所述PID算法控温原理：PID算法根据晶体在单位时间内生长的质量变化情况，主动反馈调节系统的加热功率，实现对晶体从生长阶段至退火阶段的自主控制，使晶体成品率≥90％。