基于铒掺杂SrLu2O4近红外闪烁体的高灵敏度剂量率检测技术突破

本文推荐研究者通过掺杂Er3+开发新型SrLu2O4单晶近红外（NIR）闪烁体，利用InGaAs PIN光电二极管实现0.26 mGy/h检测限，突破现有玻璃基NIR闪烁体性能瓶颈（0.5 mGy/h），为核反应堆监测和生物医学成像提供高线性度、低辐射暴露的解决方案。

　　

Highlight亮点聚焦

实验设计：采用浮区法（FZ）合成Sr(Lu_1-xEr_x)₂O₄单晶（x=1%-7%），通过X射线衍射（PXRD）验证晶体结构纯度，样品呈现特征性粉红色透明外观，且颜色随Er³⁺浓度增加而加深。

Results and discussion结果与讨论

• 发光机制：1530 nm主发射峰源自Er³⁺的⁴I_13/2-⁴I_15/2跃迁，完美匹配InGaAs光电二极管敏感区间

• 性能突破：3%掺杂样品实现0.26 mGy/h检测限，较现有NIR闪烁玻璃（0.5 mGy/h）灵敏度提升近倍

• 结构优势：SrLu₂O₄高密度（8.4 g/cm³）和等效原子序数（Z_eff=65）赋予优异辐射阻挡能力

Conclusions研究结论

该工作首次证实Er:SrLu₂O₄单晶在维持剂量线性响应前提下，其NIR闪烁强度超越传统TeO₂基玻璃材料，为达成0.1 mGy/h监测目标提供新材料范式，在反应堆远程监测和活体成像领域展现独特应用潜力。