新型闪烁晶体SrI2:Eu光输出不均匀性和能量分辨率恶化探究

新型闪烁晶体SrI2:Eu具有超高的光输出和极低的理论能量分辨率，非常适合于安检设备和核辐射探测计量，应用前景广阔。然而大尺寸SrI2:Eu晶体或晶体末端能量分辨率较差，系晶体光输出不均匀性引起，但具体影响因素仍然未知，严重阻碍着该晶体的实际应用。.本项目拟采用真空坩埚下降法生长SrI2:Eu晶体，运用各种分析测试手段，研究激活离子、杂质和缺陷在SrI2:Eu晶体中的分布，研究激活离子、杂质和缺陷对SrI2:Eu晶体光输出均匀性和能量分辨率的影响，从而阐明影响SrI2:Eu晶体光输出均匀性和能量分辨率的因素和作用机理，为生长具有良好均匀性和能量分辨率的SrI2:Eu晶体提供依据，为SrI2:Eu闪烁晶体在探测技术中的应用和研究奠定良好的基础。. 本项目拟解决的关键科学问题：导致SrI2:Eu晶体的光输出不均匀性和能量分辨率变差的原因。

按照研究计划要点，项目承担者进行了项目预定的全部研究内容，本项目采用了国产无水高纯碘化物，进行了大尺寸、高质量SrI2和SrI2:Eu晶体的坩埚下降法生长，获得了尺寸为Φ10×70mm3透明、无宏观缺陷的SrI2晶体和Φ20×60mm3的SrI2:Eu晶体，研究了晶体的生长工艺参数对晶体生长光学质量的影响，发现了晶体沿[001]自发生长的习性，晶体生长的缺陷主要为开裂和气孔，提出了消除的措施，研究了Eu2+在晶体中的分布和杂质缺陷在晶体中的分布，发现主要杂质元素集中于晶体生长顶端，而少数杂质元素在晶体中较为均匀分布，Eu2+在晶体中的分凝系数为1.0706，分布较均匀，另外发现Eu2+的存在会产生强烈的辐射陷阱效应，对发光光谱、发光强度、衰减时间都产生了很重要的影响。另外，对生长的碘化锶晶体进行了较为详细的测试评价。. 本项目正式发表学术论文11篇，接收论文2篇，参加会议报告1次，墙报2次；授权发明专利1项，申请发明专利1项。邀请美国加州理工学院朱人元教授来访1次，参加国内会议3次（9人次）。培养研究生共5名，已毕业1名，即将毕业3名，在读1名。