LexsygDétecteurs de Luminescence |De l'ultravioletAux rayons X

Contexte de la recherche

Dans le domaine du diagnostic médical, de l'imagerie de contrôle de sécurité et d'autres domaines de la détection par rayons X, les matériaux scintillateurs haute performance sont des éléments importants. Les cristaux inorganiques traditionnels ont d'excellentes performances, mais ont des problèmes de coût élevé et de traitement difficile. Récemment, l'Institut de physique de San Carlos au Brésil a réuni une équipe multinationale dans le cadre de fluorophosphate Glasses Doped with eu³.⁺Et dy³⁺Des percées dans la recherche ont été réalisées et de nouveaux scintillateurs en verre fluorophosphate ont été développés, combinant une haute densité, une longue durée de vie lumineuse et d'excellentes caractéristiques de réponse aux rayons X, ouvrant de nouvelles directions pour la détection de rayonnement personnalisable à faible coût.

Découvertes importantes

Partie 1 innovation dans la conception des matériaux

L'équipe a préparé avec succès le 35napo grâce à la technologie de trempe par fusion₃- 30Ba (PO)₃) et₂- 25MgF₂- YF₃Système de verre de base, par dopage eu³⁺(0,1 - 4,0 mol%) et dy³⁺(0,25 - 1,0 mol%) pour une Luminescence efficace. La matrice de fluorophosphate combine la solubilité élevée des terres rares du phosphate avec la faible énergie phononique du fluorure, améliorant ainsi clairement l'efficacité lumineuse.

Partie 2 avantages de performance remarquables

1) haute densité (3,65 - 3,66 G / cm³):Au - delà du commercialLithiumLe verre de borate (~ 2,50 G / cm³), comparable au cristal Nai: TL (3,67 G / cm³), améliore l'efficacité d'absorption des rayons X.

2) ultra longue durée de vie lumineuse:Eu³⁺De⁵D₀Durée de vie jusqu'à 2,5mset Dy³⁺De⁴F₉/₂Durée de vie 0,71msSupérieur aux matériaux similaires.

3) extinction à concentration nulle:Eu³⁺Le dopage à 4,0% molaire reste le renfort Luminescent linéaire (Figure 1), Dy³⁺Excellente stabilité à 1,0 mol%.

Figure 1. Eu³ à différentes puissances d'excitation⁺Spectre d'émission du verre dopé

Partie 3 vérification de la réponse aux rayons X

ParlexsygSpectromètre de recherche (Equipé d'une cible de tungstèneUn test de radioluminescence (RL) du tube à rayons X avec Newton CCD) a confirmé que:

Eu³⁺Verre:à 611 nm (⁵D₀→⁷F₂), présente un pic RL fort, l'intensité croît linéairement avec la concentration de dopage (Figure 2) et inhibe efficacement la luminescence des défauts de matrice à 380 nm (défauts)Pic réduit30%).

Figure 2. Eu³⁺Spectre de Luminescence par rayonnement X (RL) du verre dopé

Dy³⁺Verre:L'émission bimodale (572 nm et 478 nm) s'adapte à une grande variété de photodétecteurs et l'intensité RL de l'échantillon de 1,0% molaire augmente de 13% par rapport à 0,25% molaire (Figure 3).

Figure 3. Dy³⁺Spectre de Luminescence par rayonnement X (RL) du verre dopé

Faits saillants techniques

Données clés de cette étudelexsygSystème de test RL haute sensibilité:
1) excitation précise:Source de rayons X continue 40 kV / 1 ma simulant une scène de détection réelle.
2) Détection de rapport signal / bruit élevé:- 80 ℃ refroidi CCD couplé avec un spectromètre à fibre optique pour capturer un signal lumineux faible.
3) analyse dynamique des réponses:Surveillance en temps réel de l'intensité lumineuse en relation linéaire avec la puissance, vérification de la stabilité du matériau.

Perspectives d'application

Ce système de verre a montré son potentiel en tant que capteur de rayons X flexible, dosimètre de rayonnement portable. L'équipe optimisera ensuite le dosage des terres rares et explorera le développement de dispositifs intégrés couplés à la fibre optique.