钙钛矿型闪烁晶体的研究进展

朱梦淇，温 航，王 彪，王庆波，李 静，王继扬

(山东大学晶体材料国家重点实验室，济南 250100)

0 引 言

闪烁是一种辐射发光过程，它将高能射线或高能粒子转换为紫外或可见荧光脉冲[1]，而能够实现这一闪烁过程的媒介被称为闪烁体。作为能够有效探测高能射线和高能粒子的材料，闪烁晶体已经被广泛应用在核医学、高能物理以及核探矿等多个领域。

闪烁晶体按化学成分进行分类，通常可以分为氧化物类和卤化物类。其中，常见的氧化物类闪烁晶体有PWO、BGO、YAG和LSO等。虽然氧化物类闪烁晶体具有高密度、快衰减和性能稳定等特点，但随着科技的发展，这类闪烁晶体已不再满足许多领域的需求。目前市面上最好的闪烁体是LaBr3∶Ce等卤化物闪烁晶体，它的衰减时间短，光输出产量高达73 000 ph/MeV，且具有非常好的能量分辨率2.7%～3.2%[2]。但是，其生产成本过高，不利于大范围应用。而且由于其具有的各向异性和脆性，使生长大尺寸单晶成为挑战。NaI∶Tl虽然能以非常低的成本大量生产，但是其闪烁性能远远落后于LaBr3∶Ce，其光输出为45 000 ph/MeV[3]，能量分辨率为5.6%～7.1%。

近年来研究发现，通过对钙钛矿型闪烁晶体进行合适的离子掺杂，或者改变晶体的生长温度等外在因素，可使晶体具有较高的光输出、良好的能量分辨率和较快的衰减等优良的闪烁性能以及较低的生产成本和良好的抗潮解性能，从而推动了闪烁晶体材料在高能探测方面的应用，并已成为当今研究的热点之一。

1 CsBaX3型闪烁晶体

1.1 CsBaI3闪烁晶体

1.1.1 CsBaI3的晶体结构