[发明专利]高光产额的柔性硫化物闪烁体及其制备方法

说明书

本发明公开了一种铈掺杂硫化物闪烁体，所述铈掺杂硫化物闪烁体为晶体材料，其化学式为LaXSiSsubgt;4/subgt;:yCe，其中X为Li、Na、K、Rb或Cs，0＜y＜0.1。本发明还公开了铈掺杂硫化物闪烁体LaCsSiSsubgt;4/subgt;:yCe的制备方法，包括以下步骤：将氧化镧、氧化铈、硼粉、硅粉和硫粉和过量的氯化铯混合、研磨后，真空下密封，再于800～850℃下煅烧，使得原料发生反应；反应结束后，得到产物LaCsSiSsubgt;4/subgt;:yCe。本发明的铈掺杂硫化物闪烁体，在室温下同时具备高发光效率、快闪烁和抗辐照和湿度稳定性。

技术领域

本发明涉及光电材料技术领域，具体涉及一种高光产额的柔性硫化物闪烁体及其制备方法。

背景技术

闪烁材料可以将电离辐射转换为可见光子的发光材料，已广泛应用于计算机断层扫描、高能物理、无损检测和其他应用领域。一般来说，评价闪烁体的性能包括以下几点：1)高光产额；2)快响应时间：3)优异的辐照和湿度稳定性等。

闪烁材料既可以是有机材料，也可以是无机材料，目前大规模使用的是无机材料闪烁体。无机材料闪烁体根据化学成分，可以将其分为氧化物闪烁体和卤化物闪烁体。氧化物闪烁体(如Bi₄Ge₃O₁₂、CdWO₄、Y₂Si₂O₇:Ce等)的优势为密度高，衰减时间相对短，化学稳定性好，但是它们或多或少都存在一些问题：生长大尺寸较难、原料较贵。卤化物闪烁体(如NaI:Tl、LaBr₃:Ce等)大多熔点较低，禁带宽度较小和很高的发光效率，但是此类离子型材料较易潮解，无法常规保存。

目前，虽然众多闪烁体已经被广泛使用，但是并不能同时满足这些需求，只能在实际使用中满足特定需求，因此以同时满足众多性能需求成为研究新型闪烁体的目标。当前闪烁体材料中卤化物闪烁体(如NaI:Tl、、LaBr₃:Ce等)具有优异的发光效率但是容易水解；氧化物闪烁体Bi₄Ge₃O₁₂(BGO)、(Lu,Y)₂SiO₅:Ce(LYSO)具有优异的湿度辐照温度性但是发光效率相对较低。这类闪烁体会在高辐照高湿度等恶劣了条件下性能减弱，在实际使用过程还需要封装保护。

因此寻找抗辐射且不易潮解的高性能闪烁体是目前发展的重要内容。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种在室温下同时具有高光产额、短寿命、耐辐照及耐湿度等特性的高性能闪烁体。

为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：

本发明提供了一种铈掺杂硫化物闪烁体，所述铈掺杂硫化物闪烁体为晶体材料，其化学式为LaXSiS₄:yCe，其中X为Li、Na、K、Rb或Cs，0＜y＜0.1。

本发明的铈掺杂硫化物闪烁体中，掺杂的Ce取代La的位点，且两种离子的半径类似，因此LaXSiS₄:yCe的晶体结构与LaXSiS₄的晶体结构一致。

进一步地，所述铈掺杂硫化物闪烁体的化学式为LaCsSiS₄:yCe，其中0＜y＜0.1。

在一优选的实施例中，所述铈掺杂硫化物闪烁体的化学式为LaCsSiS₄:0.01Ce，其晶胞参数为：α＝β＝γ＝90°，空间群为Pnma。

本发明还提供了上述铈掺杂硫化物闪烁体LaCsSiS₄:yCe的制备方法，包括以下步骤：