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《中国稀土学会2017学术年会摘要集》2017年
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大尺寸稀土闪烁晶体的快速生长:从理论到生长实践

孙丛婷  薛冬峰  
【摘要】:稀土闪烁晶体在核医学成像、高能核物理、现代勘探等领域发挥了不可替代的作用,大尺寸稀土闪烁晶体的高品质和快速生长是目前面临的主要科学技术问题之一[1]。理论上,从物理学、化学、工程学的角度证明生长界面处的化学键合过程主导了无机晶体的各向异性生长[2-4],因此,在微观生长界面处构筑长程、均一的化学键合结构有助于获得高品质的稀土闪烁晶体。利用结晶生长的化学键合理论针对Ce:YAG和Ce:LYSO开展热力学模拟计算,在微观生长界面处有效调控生长界面处的化学键合行为,优化晶体生长环境[5-8]。与此同时,结合生长界面处的传质方程确定晶体生长的动力学参数,开展界面处的各向同性生长调控,加快晶体生长速率,稳定高指数晶面。该工作从理论到生长实践,实现了公斤级稀土闪烁晶体的快速生长,其中,Ce:YAG(?78mm、重3.45 kg)和Ce:LYSO(?68mm、重4.22 kg)的生长速率达到同类技术的1.5-3.0倍(图1)。此外,还利用原位分子振动光谱在原子水平上分析了稀土离子和含氧配体之间介尺度结构的形成和演变过程[9,10],为稀土闪烁新材料的结构设计提供有力支撑。
【作者单位】:中国科学院长春应用化学研究所稀土资源利用国家重点实验室
【分类号】:O734
【正文快照】:
Ce:YAG Ce:LYSO生长速率:1.4-2.2mm/h晶体尺寸:?78 mm,等径长160mm晶体重量:3.45 kg大尺寸优质稀土闪烁晶体的快速生长构筑均一、长程界面键合结构生长速率:2.2-3.5mm/h晶体尺寸:?68 mm,等径长160mm晶体重量:4.22 kg动力学参数设计热力学理论计算结晶生长的化学键合理论Fig.1

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