Tb^(3+)激活硅酸盐玻璃的发光性能及其X射线转换屏应用研究

通过成分设计、试样制备得到了荧光性能良好的Tb3+ 激活硅酸盐发光玻璃 ,利用荧光光度计测试了玻璃的激发光谱和发射光谱 ,在能量为 9MeV的X射线电荷耦合器件 (charge coupleddevice,CCD)摄像系统中 ,比较了Tb3+ 激活硅酸盐玻璃转换屏与Gd2 O2 S∶Tb多晶转换屏的发光性能。结果表明 :在Tb3+ 激活硅酸盐发光玻璃的发射波长中 ,5 43nm处的绿光发射最强 ,并且在X射线和紫外线的激发下 ,发射峰有不同程度的分裂。当Tb3+ 浓度增加时 ,由于能量在Tb3+ 离子间发生了无辐射共振转移 ,发光玻璃的蓝色荧光减弱 ,绿色荧光增强。发光玻璃在X射线CCD摄像系统中的使用效果良好 ,成像质量较高 ,可望作为X射线转换屏在CCD摄像系统中获得应用。

大面积高分辨率CsI(Tl)X射线转换屏实验研究

通过对X射线转换屏制备过程中,Tl+掺杂浓度、基底刻蚀、晶柱生长过程和防潮解等方面的大量实验研究,得到最佳掺杂浓度(摩尔比为0.055%)及合适的基底刻蚀深度(5μm)与工艺,实现对晶柱生长过程中表面形貌、温度、压力和转速的控制,研制出有效直径为100 mm、空间分辨率约为12lp/mm(厚度为300μm)的CsI(Tl)X射线转换屏.

CsI:Na(CsI:Tl)荧光透过率和对X射线的转换因子

在建立模型的基础上 ,较为全面地分析了CsI:Na(CsI:Tl)X射线转换屏的荧光透过率及对X射线的转换因子 ,明确了转换因子与X光子能量、转换屏厚度、衬底反射率、荧光吸收系数之间的函数关系 .计算表明 ,荧光透过率 (及转换因子 )与衬底反射率和 1 (σL)值有较强的关系 ,为有较高的荧光透过率 ,实际制作的CsI:Na转换屏的 1 (σL)值应在 10以上 ,最好能达到 30～ 40 .在相同情况下 ,反射方式的转换因子高于透射方式 .用增加厚度来提高转换因子时应考虑荧光透过率降低的负面影响 .可选择适当的CsI:Na(CsI:Tl)

基于ZnO:In纳米棒阵列的X射线闪烁转换屏制备与性能研究

为了满足高能物理和核物理领域在探究一些超快物理事件时,对兼顾高时间和高空间分辨的X射线闪烁转换屏的迫切需求,本文利用磁控溅射和水热反应法制备了ZnO:In纳米棒阵列X射线闪烁转换屏,并对其进行氢气氛下的等离子处理优化其闪烁发光性能.X射线激发发射谱显示ZnO:In纳米棒阵列具有395 nm的紫外发光和450-750 nm的可见发光两个发光峰,同时表明氢气氛等离子体处理可显著增强ZnO:In纳米棒阵列的紫外发光,抑制其可见发光.发光衰减时间测量表明,ZnO:In纳米棒阵列紫外发光衰减时间在亚纳秒级,其可见发光衰减时间在纳秒级,两者均可满足高时间分辨的X射线探测需求.在上海同步辐射光源的X射线空间分辨率测试表明,在能量为20 keV的X射线光束辐照下,厚度为12μm的ZnO:In纳米棒阵列作为X射线闪烁转换屏可达到1.5μm的系统空间分辨率.本研究表明利用ZnO:In纳米棒阵列作为X射线闪烁转换屏是实现兼顾高时间和高空间分辨的X射线探测与成像的一种可行方案.

电化学刻蚀多孔硅阵列的形貌研究

采用电化学刻蚀法在P型硅中制备多孔阵列结构。通过实验研究和理论分析，分别讨论硅片电阻率、电流密度、电解液组分对多孔硅形貌的影响。结果表明，在P型硅中电阻率决定了孔洞能否形成；改变电流密度，可以有效调控孔径大小；在电阻率30~50Ω＆#183;cm、电流密度20×10^–3A/cm^2的条件下，可以得到最优化多孔硅结构。通过模板引导法制备了高度有序的多孔硅阵列，孔径2.5μm，周期4μm。在电解液中添加十六烷基三甲基氯化铵（CTAC），反应生成的气泡更容易逸出，有利于改善多孔硅阵列形貌。研究成果为基于硅孔洞填充的像素化X射线闪烁转换屏的研制提供了必要的基础。