溶剂热法合成GGAG:Ce3+粉末的3D打印薄膜在X射线成像中的应用研究

《Optical Materials》：X-ray imaging using 3D-Printed thin films of solvothermal GGAG:Ce3+ powder

本综述系统比较了固相合成（S.S.）与溶剂热合成（S.T.）法制备GGAG:Ce3+闪烁体的性能差异，重点探讨了合成方法对陷阱能级分布、余辉特性及空间分辨率（最高达3.5 lp/mm）的影响。创新性采用DLP（数字光处理）3D打印技术制备柔性薄膜探测器，为定制化、低成本辐射成像设备开发提供了新思路。

　　

Highlight

GGAG:Ce粉末的合成

通过溶剂热法（S.T.）成功合成了成分为Gd_2.88Ce_0.12Ga_3.2Al_1.8O₁₂的GGAG:Ce粉末（Ce掺杂量为4 mol%）。实验以硝酸盐为前驱体，采用乙二醇-水混合溶剂，在200°C反应12小时。作为对比，同时通过固相法（S.S.）合成了Ga/Al=3/2、Ce掺杂量为3.3 mol%的样品。

粉末与薄膜的物相组成

通过X射线衍射（XRD）分析发现，两种方法合成的粉末均成功形成了纯石榴石相。有趣的是，溶剂热法合成的粉末结晶度更高，颗粒尺寸更均匀。将其制成3D打印薄膜后，XRD图谱显示GGAG的特征衍射峰依然清晰，表明打印过程未破坏闪烁体的晶体结构。

结论

本研究揭示了合成方法对GGAG:Ce闪烁体性能的关键影响。溶剂热法凭借其独特的反应环境，能有效调控材料陷阱能级，从而在X射线成像中实现更优的空间分辨率（3.5 lp/mm）。3D打印技术为闪烁体器件的柔性化、定制化制造开辟了新途径。