元素百科研究人员在石榴石闪烁陶瓷的研究中取得了进展。近日，中国科学院上海硅酸盐研究所研究员李江团队通过“能带工程”和“缺陷工程”调节了LUAG闪烁陶瓷中浅能缺陷的浓度和陷阱深度，设计制备了LUYAG:Pr和LuAG:Ce,Mg闪烁陶瓷的光产量分别达到24400 ph/MeV和25000 ph/MeV。据悉，这是国际范围内同类闪烁陶瓷的最高光产量。《物理评论应用》发表了相关研究成果（Phys. Rev. Applied,2016, 6:064026、先进光学材料（Adv.Opt.Mater.,2016,4:731）上。
闪闪材料应用领域广泛
闪烁材料作为闪烁探测器的关键部件，广泛应用于高能物理、医学成像、油田勘探等领域。然而，闪烁材料中的缺陷最终会影响闪烁探测器的性能，因为它们在运输过程中捕获载流子，延迟闪烁发光，降低光产量。研究小组利用第一原理计算、低温热释光、同步辐射等技术手段来表示材料中缺陷的存在形式和浓度。提出“能带工程”与“缺陷工程”共同作用的机制，设计制备闪烁陶瓷材料LuyAG:Pr和LuAG:Ce,Mg，成功抑制了材料中的浅能缺陷，提高了材料的综合闪烁性能。
闪烁材料光数据测试比较
Y3 取代LuAG:与一般的离子替代不同，Y3 与Lu3 接近离子半径和化学性质后，禁带中不会增加额外的能级，但会降低禁带宽度，降低材料中主要是反向缺陷的浅能级缺陷浓度。低温热释光表明，设计和制备材料中的缺陷浓度显著降低。光输出衰减动力学测试结果表明，材料中的慢发光分量低于30%，光产量增加20%（Phys. Rev. Applied, 2016, 6: 064026）。Mg2 与LuAG混合:Ce通过控制Ce4 /Ce3 比例降低了电子陷阱缺陷在载流子运输中的影响，使材料的光产量超过LuAG:50%的Ce单晶。闪烁衰减试验表明，材料的快发光分量达到60%（Adv.Opt.Mater.,2016,4:731）。
研究工作由国家自然科学基金重点项目、表面项目、上海市科委国际交流合作项目、中国科学院国际访问学者项目等资助。
