摘要
基于闪烁体的X射线面阵探测器是当前X射线探测的主流技术，被广泛应用于医学成像、安防安检、无损探伤等领域。但是目前应用于X射线面阵探测的商用闪烁体（CsI:Tl，Gd2O2S:Tb）受限于含有剧毒元素、余晖长等问题，无法满足现有X射线成像的需求。 具有一维晶体结构的金属卤化物具有强激子限域效应，发光效率高。同时，由于其具一维晶体结构有各向异性，有利于具有柱状晶结构膜的制备，有望提高X射线成像空间分辨率。但是目前一维闪烁体的研究较少。 本文研究了具有一维晶体结构的金属卤化物材料CsCu2I3和Rb2AgBr3的光学性质和X射线探测性能，优化了大面积闪烁体厚膜的制备工艺并将其应用于闪烁体面阵探测。主要工作如下： （1）对于CsCu2I3，通过酸溶液降温析晶制备了单晶，通过光致发光光谱和变温荧光光谱确定其发光机制为自限域激子发光，其斯托克斯位移大（219 nm）、自吸收小。通过X射线照射CsCu2I3研究了其辐照性能，发现其具有辐照发光强度高并且稳定性好的特点。为实现X射线成像，探索了近空间升华法制备膜层。结合种子筛选工艺，制备出具有[002]取向的闪烁体膜。和CMOS面板耦合，实现了7.5 lp/mm的空间分辨率。 （2）对于Rb2AgBr3，通过类似的方法生长了单晶，并通过光致发光光谱、荧光衰减和荧光量子产率测试研究了其发光性能。其具有荧光量子产额较高（27.08%）、响应速度快（19.53 ns）以及斯托克斯位移大（214 nm）的优点。通过理论计算辅助实验证明了其发光机制为缺陷束缚激子发光。进一步研究了Rb2AgBr3的闪烁性能，其光产额为25600 Photons/MeV、检测限为19 nGyair/s。通过近空间升华法结合种子筛选工艺，实现了沿[020]方向取向生长并具有柱状晶结构的闪烁体厚膜的制备。最后将制备的厚膜应用于闪烁体面阵探测中，实现了高空间分辨（10.2 lp/mm）、动态（7 fps）成像。
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