基于Dy3+掺杂硅硼酸盐玻璃闪烁体的同步辐射X射线成像：制备、光学与闪烁性能研究

为解决传统闪烁体材料在X射线成像中效率不足的问题，研究人员开发了Dy3+掺杂硅硼酸盐玻璃闪烁体。通过熔融淬火技术制备的样品在1.5 mol% Dy2O3浓度下表现出最优发光强度（575 nm）和毫秒级衰减时间，同步辐射测试证实其高分辨率成像潜力，为新一代辐射探测材料提供了新思路。

　　

在医学诊断和工业检测领域，高精度X射线成像技术的核心挑战在于寻找兼具高效辐射转换能力和稳定性的闪烁体材料。传统晶体闪烁体虽性能优异，但存在制备复杂、成本高昂的缺陷，而玻璃基闪烁体因其可调控的组分和优异的抗辐照性成为研究热点。其中，稀土离子掺杂的玻璃体系因其独特的4f电子跃迁特性备受关注，但如何平衡发光效率与浓度猝灭效应仍是未解难题。

针对这一科学问题，清迈大学联合玻璃技术与材料科学卓越中心的研究团队开发了一种新型Dy³⁺掺杂硅硼酸盐玻璃闪烁体，相关成果发表于《Radiation Physics and Chemistry》。该研究通过引入高原子序数的Ta₂O₅和La₂O₃，显著提升了材料的X射线阻止能力，同时利用SrO调控玻璃网络结构，最终实现了兼具高密度（4.24 g/cm³）和优异光学性能的闪烁体材料。

研究采用熔融淬火技术（1500°C）制备系列Dy₂O₃浓度梯度样品，通过同步辐射光源（泰国同步辐射研究所1.2W光束线）进行性能表征。关键发现包括：1）1.5 mol% Dy₂O₃掺杂样品呈现最强X射线诱导发光，归因于⁴F_9/2→⁶H_13/2跃迁（575 nm）；2）FTIR分析证实B-O-Si键合网络的形成增强结构稳定性；3）衰减时间处于毫秒级，满足动态成像需求。

结论部分强调，该Dy³⁺玻璃体系通过优化稀土掺杂浓度与玻璃组分设计，成功克服浓度猝灭效应，其性能超越传统钨酸铅闪烁体。特别值得注意的是，Ta₂O₅的引入使材料具有更优的辐射硬度，这对长期暴露于高能射线的应用场景至关重要。作者W. Rachniyom?等指出，该技术路线为开发低成本、可规模化生产的闪烁体提供了新范式，在CT扫描和安全检测领域具有明确的应用前景。