LexsygMáy dò ánh sáng.Từ UVĐến X-ray

Bối cảnh nghiên cứu

Trong chẩn đoán y tế, hình ảnh an ninh và các lĩnh vực phát hiện tia X khác, vật liệu nhấp nháy hiệu suất cao là một yếu tố quan trọng. Tinh thể vô cơ truyền thống mặc dù hiệu suất tuyệt vời, nhưng tồn tại vấn đề chi phí cao, xử lý khó khăn. Fluorophosphate glasses doped with Eu³ (bằng tiếng Anh).⁺bởi dy³⁺Bước đột phá trong nghiên cứu đã được thực hiện và phát triển một loại kính fluorophosphate mới, kết hợp mật độ cao, tuổi thọ phát sáng dài và đặc tính phản ứng tia X tuyệt vời, mở ra một hướng mới cho chi phí thấp, phát hiện bức xạ tùy chỉnh.

Phát hiện quan trọng

Phần 1: Đổi mới thiết kế vật liệu

Nhóm nghiên cứu đã chuẩn bị thành công 35NaPO bằng cách sử dụng công nghệ làm nguội nóng chảy₃- 30Ba (PO)₃)₂Số lượng: 25MgF₂- YF₃Hệ thống thủy tinh cơ bản, bằng cách pha tạp Eu³⁺(0,1-4,0 mol%) và Dy³⁺(0,25-1,0 mol%) để phát sáng hiệu quả cao. Ma trận flophosphate kết hợp độ hòa tan đất hiếm cao của phosphate với năng lượng hạt thấp của florua, rõ ràng nâng cao hiệu quả phát sáng.

Phần 2: Lợi thế hiệu suất

1) Mật độ cao (3,65-3,66 g/cm³):Ngoài thương mạiLi- biThủy tinh borat (~2,50 g/cm³), so sánh với NaI: tinh thể Tl (3,67 g/cm³), tăng cường hiệu quả hấp thụ tia X.

2) Tuổi thọ phát sáng siêu dài:Eu³⁺của⁵D₀Tuổi thọ trạng thái đạt 2,5mscủa Dy³⁺của⁴F₉/₂Tuổi thọ 0,71msTốt hơn vật liệu cùng loại.

3) Sự đột biến nồng độ bằng không:Eu³⁺Doping đến 4,0 mol% vẫn duy trì tăng cường phát sáng tuyến tính (Hình 1), Dy³⁺Độ ổn định tuyệt vời trong 1,0 mol%.

Sơ đồ 1. Eu³ ở các công suất kích thích khác nhau⁺Quang phổ phát xạ của kính pha tạp

Phần 3: X-ray Response Validation

qualexsygNghiên cứu Khoa học-Công nghệ (Được trang bị mục tiêu vonframThử nghiệm phát quang bức xạ (RL) của ống X-quang với Newton CCD xác nhận:

Eu³⁺Kính:Chiều dày mối hàn góc (⁵D₀→⁷F₂Tại đỉnh RL mạnh, cường độ tăng tuyến tính với nồng độ doping (Hình 2) và ức chế hiệu quả phát quang khiếm khuyết ma trận 380 nm (khiếm khuyết)Đỉnh giảm30%）。

Hình 2. Eu³⁺Quang phổ phát quang bức xạ tia X (RL) của kính pha tạp

Dy³⁺Kính:Phát xạ hai đỉnh (572 nm và 478 nm) được điều chỉnh với nhiều máy dò quang điện, với cường độ RL mẫu 1,0 mol% tăng 13% so với 0,25 mol% (Hình 3).

Hình 3. Dy³⁺Quang phổ phát quang bức xạ tia X (RL) của kính pha tạp

Công nghệ nổi bật

Dữ liệu chính của nghiên cứu này phụ thuộc vàolexsygHệ thống kiểm tra RL độ nhạy cao:
1) Kích thích chính xác:Nguồn tia X liên tục 40 kV/1 mA mô phỏng cảnh phát hiện thực tế.
2) Phát hiện tỷ lệ tín hiệu tiếng ồn cao:CCD làm mát -80 ℃ kết hợp với máy quang phổ sợi quang để bắt tín hiệu phát sáng yếu.
3) Phân tích phản ứng động:Theo dõi mối quan hệ tuyến tính giữa cường độ phát sáng và công suất trong thời gian thực, xác minh sự ổn định của vật liệu.

Triển vọng ứng dụng

Hệ thống kính này đã chứng minh tiềm năng như một cảm biến tia X linh hoạt, liều kế bức xạ đeo được. Bước tiếp theo của nhóm sẽ tối ưu hóa tỷ lệ đất hiếm và khám phá phát triển thiết bị tích hợp kết hợp với sợi quang.