[发明专利]一种铟、铊共掺的碘化铯闪烁体及其应用

说明书

本发明公开了一种铟、铊共掺的碘化铯闪烁体及其应用，所述闪烁体的化学组成通式为：(Cs_1‑x‑yTl_xIn_y)I_1+2y，0x≤0.05、0y≤0.05。将铟、铊共掺的碘化铯闪烁体应用于制备的铟、铊共掺的碘化铯薄膜，薄膜采用热蒸发工艺制备。采用本发明所述的铟、铊共掺的碘化铯闪烁体制备的铟、铊共掺的碘化铯薄膜具有高闪烁效率和高稳定性，特别是稳定性的提高将对促使CsI闪烁材料在高分辨X成像领域的广泛应用具有重要价值。

技术领域

本发明属于闪烁体材料技术领域，具体涉及一种铟、铊共掺的碘化铯闪烁体及其应用。

背景技术

碘化铯(CsI)系闪烁材料主要包括纯CsI产生的本征CsI系闪烁体材料及其掺杂后产生的非本征CsI系闪烁体材料。本征CsI系闪烁体具有均匀性高、光输出高、余辉较小等特点，但纯CsI晶体的荧光时间太短，电荷藕合器件图像传感器(CCD)不能够直接接受其信号。非本征闪烁体中掺铊碘化铯(CsI：Tl)晶体密度较大，转换后的可见光可以与CCD匹配，同时CsI：Tl晶体具有较高的光产额和优良的抗辐照能力，是一种综合性能优良的闪烁晶体。

然而，CsI：Tl晶体稳定性远不如CdWO₄、BaF₂等闪烁晶体材料，其较低稳定性极大的制约了该类闪烁材料的发展，如何提高CsI：Tl晶体的稳定性是研究此类材料的关键技术。卤素类闪烁材料(如NaI、CsI等)的稳定性主要是此类材料的潮解性引起的，抑制此类材料的潮解性是提高材料稳定性的关键。元素掺杂是改善材料和器件性能的有效手段之一。诸如通过对CsI进行Na元素掺杂可以有效增强闪烁体的光产能，通过对CsI进行Yb、Bi元素的掺杂进行余晖性能的减弱。但到目前为止，能显著提高CsI闪烁材料稳定性的元素掺杂未见报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种铟、铊共掺的碘化铯闪烁体及其应用，该闪烁体在具有高闪烁效率的基础上，还能具有较高的稳定性。

为实现上述目的，本发明提供了一种铟、铊共掺的碘化铯闪烁体，所述闪烁体的化学组成通式为：(Cs_1-x-yTl_xIn_y)I_1+2y，0x≤0.05、0y≤0.05。

本发明所述的铟、铊共掺的碘化铯闪烁体可应用于制备的铟、铊共掺的碘化铯薄膜。

优选的，所述薄膜采用热蒸发工艺制备。

优选的，所述热蒸发工艺包括以下步骤：

(1)按组成通式：(Cs_1-x-yTl_xIn_y)I_1+2y称取化学计量比的CsI、TlI和InI₃，在混合均匀后装入固定在电极上的钼金属蒸发舟内；

(2)将衬底基片加热至150～250℃，并调节热蒸室内气压至10^-5～10^-3Torr，以的蒸镀速率进行蒸镀，在衬底基片上的薄膜厚度达到30～600μm后停止蒸镀；然后在100～350℃下进行退火处理30～90min，再自然降温至室温。

优选的，所述衬底基片选用铝片、玻璃、陶瓷材料、单晶硅片、石英片中的一种。

经过实验图谱分析可知，与现有技术相比，采用本发明所述的铟、铊共掺的碘化铯闪烁体制备的铟、铊共掺的碘化铯薄膜具有高闪烁效率和高稳定性，特别是稳定性的提高将对促使CsI闪烁材料在高分辨X成像领域的广泛应用具有重要价值。

附图说明

图1是本发明提供的掺铊碘化铯在共掺铟离子前后的X射线激发发光效率的差异图；