高密度Ho3+掺杂锗酸盐玻璃的可见发光特性及其在X射线计算机断层扫描（CT）中的应用潜力

本文推荐：研究团队通过熔融淬火法制备了高密度Ho3+掺杂锗酸盐玻璃（密度达6.05 g/cm3），系统分析了其差示扫描量热（DSC）、光致发光（PL）和X射线激发发光（XEL）特性。结果表明，该材料在449 nm光/X射线激发下产生553 nm强绿光发射，荧光寿命达微秒级（43.54–52.03 μs），展现出作为X射线CT集成型闪烁体的应用前景。

　　

Highlight

实验方法

采用熔融淬火法成功制备了成分为50GeO₂-15Lu₂O₃-10BaO-10Al₂O₃-(15-x)La₂O₃-xHo₂O₃（x=0–1.25 mol%）的钬掺杂锗酸盐玻璃。使用99.99%高纯度原料在1550°C氧化铝坩埚中熔融30分钟，通过精密控制工艺获得光学均匀样品。

结果与讨论

差示扫描量热（DSC）显示样品具有优异热稳定性（ΔT=155°C）。在449 nm光/X射线激发下，Ho³⁺的⁵F₄→⁵I₈跃迁产生553 nm特征绿光，其微秒级衰减（43.54–52.03 μs）完美匹配X射线CT的积分型探测器需求。密度测试（5.96–6.05 g/cm³）证实材料可有效提升探测器信噪比（SNR）。

结论

该高密度玻璃闪烁体在可见光区的优异性能，为开发新一代X射线CT检测系统提供了材料基础。研究者特别指出，钬离子的"慢动作"发光特性（4f-4f跃迁）正是医疗影像设备捕捉清晰画面的关键所在。