導(dǎo)讀：近年來，閃爍玻璃在生活和科研中得到廣泛應(yīng)用。其中，Ce³⁺摻雜閃爍玻璃具有較好的閃爍性能，受到了國(guó)內(nèi)外研究者們的廣泛關(guān)注。近期，中科院高能物理研究所錢森研究員發(fā)表了題為“Ce³⁺摻雜閃爍玻璃的研究進(jìn)展”綜述，根據(jù)Ce³⁺摻雜不同玻璃基質(zhì)分類，對(duì)Ce³⁺摻雜閃爍玻璃的光學(xué)透過率、光產(chǎn)額、衰減時(shí)間、抗輻照特性等性能進(jìn)行了介紹，并詳細(xì)分析了其性能提升手段、應(yīng)用和未來發(fā)展方向。

摻雜Ce³⁺的閃爍玻璃由于其穩(wěn)定、出色的發(fā)光性能而廣泛應(yīng)用在安檢、醫(yī)學(xué)成像、高能物理等領(lǐng)域。相較于傳統(tǒng)的閃爍晶體，閃爍玻璃成本低廉、制作工藝簡(jiǎn)單且組成連續(xù)可調(diào)，是閃爍材料的良好選擇。其發(fā)光閃爍機(jī)理如圖1所示，高能粒子與閃爍材料通過光電效應(yīng)和康普頓散射效應(yīng)發(fā)生多步相互作用。大量高能電子-空穴對(duì)在導(dǎo)帶和價(jià)帶中產(chǎn)生和熱退激，并在材料中遷移。在材料的禁帶中，電荷載流子可能會(huì)引入相當(dāng)大的遷移延遲并被重新捕獲。最后，發(fā)光中心連續(xù)捕獲電子和空穴并通過輻射躍遷從而產(chǎn)生閃爍光。

 

圖1. Ce³⁺中心的能級(jí)躍遷機(jī)理

1. Ce³⁺摻雜閃爍玻璃研究現(xiàn)狀

Ce³⁺摻雜的閃爍材料種類不斷地被拓展和豐富。根據(jù)玻璃基質(zhì)的不同，可以分為氧化物玻璃、鹵化物玻璃和微晶玻璃三種。

1.1 Ce³⁺摻雜氧化物玻璃

硼酸鹽玻璃（B系列）是以B2O3為網(wǎng)絡(luò)形成體的玻璃。其優(yōu)勢(shì)在于適合各種元素?fù)饺耄�穩(wěn)定性好，熔點(diǎn)不高，對(duì)稀土溶解能力強(qiáng)，制備工藝簡(jiǎn)單等，但同時(shí)面臨出射光強(qiáng)度低的困境。表1給出了Ce³⁺摻雜硼酸鹽閃爍玻璃的基本性能參數(shù)，針對(duì)密度低、發(fā)射峰波長(zhǎng)小等缺陷，研究者們提出加入WO3、La2O3等重金屬元素提高密度、加入離子半徑較小的元素使得發(fā)射峰產(chǎn)生紅移。

表1.Ce³⁺ 摻雜硼酸鹽玻璃的性能參數(shù)