GdAlO3∶Tb3+-Al2O3有序共晶生长及其微结构研究

刘 芳，刘 振，钟幸原，钟玖平

(中山大学材料学院，深圳 518107)

0 引 言

X射线发光材料是一类能吸收X射线并将其转变为荧光发射的材料，已被广泛用于医学影像、工业无损检测、港口安全检查、环境监测、地质勘探、油井钻探和高能物理等领域。人们对X射线发光材料的研究和开发已经有120多年，目前已有十余种性能良好的X射线发光材料可用于X射线成像系统，使得X射线影像探测成为医学诊断中最为普及的检查方法，也成为工业无损检测和港口安全监控的重要手段。其中，CaWO4、Gd2O2S∶Tb3+、BaFCl∶Eu2+和CsI∶Tl+是现今较为常用的X射线发光材料[1]。

1896年，CaWO4作为世界上第一种X射线发光材料，被Pupin用来探测X射线。CaWO4的发光光谱是一个宽带峰，其最强发射峰在430 nm处，与感蓝胶片的光谱灵敏波长区域非常匹配[2]。而且CaWO4具有多面体形的晶体形貌，当用它的粉体制作增感屏时，它的粉粒会密集堆积在发光层中，从而使得所产生的蓝色荧光被折射和散射损失比较轻微，在胶片上能产生较高分辨率的影像。但尽管CaWO4中含有重原子钨，它对X射线的吸收效率并不高，只有35%，而且它的X射线发光效率也仅为5%。硫氧化稀土化合物Gd2O2S是一种优良的发光材料基质，对X射线有较高的吸收效率。掺三价稀土铽离子(Tb3+)的Gd2O2S∶Tb3+是发绿光的X射线发光材料，其制作成本低，价格便宜。而且，在X射线辐照下，Gd2O2S∶Tb3+的发光效率高达18%。但是，Gd2O2S∶Tb3+有一个非常严重的缺点，就是无法控制在硫氧化钆层中发生的光散射效应，导致其作为探测器材料时，影像分辨率下降[3]。……