硅酸铋——一种快计时重闪烁新型多功能晶体材料

肖学峰^1,2,3,4，徐家跃³，韦海成^1,2，张欢^1,2，张学锋^1,5

1. 北方民族大学物理与光电信息功能材料重点实验室2. 北方民族大学电气信息工程学院3. 上海应用技术大学材料科学与工程学院4. 同济大学材料科学与工程学院

摘 要：硅酸铋(Bi₄Si₃O₁₂,BSO)晶体是一种新型的闪烁晶体,具有高辐射硬度、短衰减时间、低成本等优点,作为闪烁材料近年来引起了人们的极大关注。BSO晶体短的紫外吸收边能更好地分离Cherenkov光和闪烁光,并有效收集Cherenkov光信号,使其成为未来双读出量能器和均匀强子量能器的最佳候选材料。稀土离子掺杂BSO晶体在LED和激光等方面表现出优良的性能,被认为是一种不错的发光二极管和激光晶体材料。尽管BSO晶体是一种综合性能指标非常优异的多功能晶体,但该晶体迄今为止还没有被真正应用于实际生产中。随着大尺寸BSO晶体生长技术的突破以及稀土离子掺杂BSO晶体闪烁性能的提升,该晶体独特的双读出性能和极具优势的价格使其在高能物理、核医学成像等粒子探测和LED、激光等方面展现出巨大的应用潜力。

关键词：硅酸铋晶体;闪烁晶体;双读出性能;高能物理;激光应用;发光二极管(LED)应用;