日本Oxide高質(zhì)量閃爍晶體LGSO, GSO, GSOZ, GPS,出色平衡性
Oxide公司致力于光學(xué)晶體的生長研發(fā)。其中一類被稱為閃爍晶體的GSO,GSOZ,GPS,LGSO是一類比較有價(jià)值的稀土硅酸鹽,常被應(yīng)用于高能粒子射線的探測。這些閃爍晶體的化學(xué)式全稱是LGSO(Lu2-xGdxSiO5),Fast-LGSO(Ce:LuxGd2-xSiO5),GSO(Gd2SiO5),GSOZ(Zr:Gd2SiO5),GPS(Ce:Gd2Si2O7)。閃爍晶體的特點(diǎn)是當(dāng)有X射線等高能粒子輻射照在晶體上時(shí),會將激發(fā)出光子產(chǎn)生閃爍的熒光,因此稱之為閃爍晶體。原理是當(dāng)晶體受到入射粒子的撞擊時(shí),會吸收其能量并閃爍(即以光的形式重新發(fā)射所吸收的能量)。有時(shí),激發(fā)態(tài)是亞穩(wěn)態(tài)的,因此從激發(fā)態(tài)到較低態(tài)的弛豫會延遲(根據(jù)材料的不同,需要從幾納秒到幾小時(shí)):該過程對應(yīng)于兩種現(xiàn)象中的任何一種,這取決于躍遷的類型以及發(fā)射的光光子的波長:延遲熒光或磷光,也稱為輝光。下面簡單介紹下每種晶體。
Oxide的閃爍晶體與NaI:Tl的對比
| 參數(shù) | NaI:Tl | GSO | GSOZ | LGSO | Fast-LGSO | GPS |
| 密度(g/cm3) | 3.67 | 6.71 | 6.71 | 7.3 | 7.3 | 5.5 |
| 有效原子序數(shù)Zeff | 50 | 58 | 58 | 63 | 63 | ~56 |
| 吸收系數(shù)(511keV) | 0.35 | 0.7 | 0.7 | 0.85 | 0.85 | ~0.6 |
| 峰值波長(nm) | 415 | 430 | 430 | 410 | 410 | ~380 |
| 峰值波長折射率 | 1.85 | 1.85 | 1.85 | 1.83 | 1.83 | ~1.8 |
| 輸出光(arb. Unit) | 100 | 20 | 24 | ~90 | 70~80 | ~140 |
| 衰減時(shí)間(ns) | 230 | 30~70 | 40~60 | 41 | 30~35 | ~150 |
| 能量分辨率(%在662keV) | 7 | 9 | 9 | ~8 | ~8 | ~6 |
| 吸濕性 | 有 | 無 | 無 | 無 | 無 | 無 |
| 自發(fā)輻射 | 無 | 無 | 無 | 有 | 有 | 無 |
| 熔點(diǎn)(°C) | 651 | 1950 | 1950 | 2100 | 2100 | 1800 |
一. LGSO(Lu2-xGdxSiO5)

LGSO是作為新型輻射探測器的關(guān)鍵材料,具有如下特點(diǎn)
-高耗散功率
-高輸出功率
-高分辨率
-快速的衰減時(shí)間
-有利于TOF PET
應(yīng)用方面:正電子發(fā)射斷層成像(Positron Emission Tomography,PET)
特性曲線:
與其他閃爍晶體的對比:
| | LGSO | LSO | BGO | NaI:Tl |
| 輸出光(NaI=100) | ~80 | ~80 | 12 | 100 |
| 衰減時(shí)間(ns) | ~42 | ~42 | 300 | 230 |
| 峰值波長(nm) | 410 | 410 | 480 | 415 |
| 密度(g/cm3) | 7.3 | 7.4 | 7.13 | 3.67 |
| 有效原子序數(shù)Zeff | 63 | 63 | 77 | 50 |
| 吸濕性 | 無 | 無 | 無 | 有 |
| 自發(fā)輻射 | 有 | 有 | 無 | 無 |
二. Fast-LGSO (Ce:LuxGd2-xSiO5)

特點(diǎn):
-比傳統(tǒng)LGSO更快的衰減時(shí)間
-其他與LGSO相似的優(yōu)點(diǎn)
應(yīng)用:
正電子發(fā)射斷層成像(Positron Emission Tomography,PET)
特性曲線:
與傳統(tǒng)的閃爍晶體的對比:
| Fast-LGSO | LGSO | LSO | LYSo | NaI:Tl | |
| 輸出光(NaI=100) | ~80 | ~80 | ~80 | ~80 | 100 |
| 衰減時(shí)間(ns) | 30~35 | ~42 | ~42 | ~40 | 230 |
| ΔE/E(137Cs, %) | 8~10 | 8~10 | 8~10 | ~10 | 7 |
| 密度(g/cm3) | 7.3 | 7.3 | 7.4 | 7.2 | 3.7 |
| 吸濕性 | 無 | 無 | 無 | 無 | 有 |
| 自發(fā)輻射 | 有 | 有 | 有 | 有 | 無 |
三. GSO (Ce:Gd2SiO5) & GSOZ(Zr:Gd2SiO5)
特點(diǎn):
-對所有閃爍特性具有出色的平衡性
-良好的分辨率
-受摻Ce濃度影響的衰減時(shí)間
-良好的輻射硬度
-無本底輻射
-摻Zr的GSO有較好的透過率
應(yīng)用:
與經(jīng)典閃爍晶體的對比:
| 參數(shù) | GSO | GSOZ | LGSO | LSO | BGO | NaI:Tl |
| 輸出光(NaI=100) | 20 | 24 | ~80 | ~80 | 12 | 100 |
| 衰減時(shí)間(ns) | 30~60 | 30~60 | ~42 | ~42 | 300 | 230 |
| 峰值波長(nm) | 430 | 430 | 410 | 410 | 480 | 415 |
| 密度(g/cm3) | 6.7 | 6.7 | 7.3 | 7.4 | 7.13 | 3.67 |
| 有效原子序數(shù)Zeff | 58 | 58 | 63 | 63 | 77 | 50 |
| 吸濕性 | 無 | 無 | 無 | 無 | 無 | 有 |
| 自發(fā)輻射 | 無 | 無 | 有 | 有 | 無 | 無 |
| 溫度淬滅(°C) | 150 | 150 | - | - | - | - |
四. GPS (Ce:Gd2Si2O7)
特點(diǎn):
-所有氧化物閃爍晶體中的光場
-高達(dá)300攝氏度依然有出色的表現(xiàn)、
-不具有吸濕特性
-無自發(fā)輻射
應(yīng)用:
-單光子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層掃描(single photon emission computed tomography,SPECT)
-國土安全
-一般的輻射監(jiān)測
特性曲線:
與傳統(tǒng)的閃爍晶體對比:
| 參數(shù) | GPS | GSO | La-GPS | LaBr3 | NaI:Tl |
| 輸出光(NaI=100) | ~140 | 20 | ~120 | 160 | 100 |
| 衰減時(shí)間(ns) | 50~130 | 30~60 | 50~70 | 25~30 | 230 |
| ΔE/E(137Cs, %) | 5~7 | 8~10 | 5~7 | 3~4 | 7 |
| 密度(g/cm3) | 5.5 | 6.7 | ~5.3 | 5.08 | 3.7 |
| 吸濕性 | 無 | 無 | 無 | 有 | 有 |
| 自發(fā)輻射 | 無 | 無 | 幾乎沒有 | 有 | 無 |
| 溫度淬滅(°C) | 300 | 150 | >150 | - | - |





























唐山市|
佛冈县|
巫溪县|
马鞍山市|
平顺县|
太保市|
五寨县|
湛江市|
若羌县|
远安县|
贵州省|
新巴尔虎右旗|
永昌县|
四子王旗|
九龙坡区|
淳化县|
秭归县|
锡林郭勒盟|
恩平市|
利津县|
衡山县|
漳浦县|
宁武县|
枞阳县|
昌宁县|
重庆市|
德格县|
内丘县|
隆德县|
申扎县|
九江县|
普定县|
兰坪|
团风县|
济宁市|
秀山|
左贡县|
霍林郭勒市|
墨竹工卡县|
武义县|
莆田市|