采用溶胶-凝胶法制备了Lu2Si2O7∶Ce纳米晶, 利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、荧光光谱仪、X射线激发发射谱仪对制备的Lu2Si2O7∶Ce纳米晶的晶相结构、微观形貌和光学性能进行了表征。结果表明, 溶胶-凝胶法制备的Lu2Si2O7∶Ce前驱体在煅烧温度为1 000 ℃时开始晶化, 晶粒尺寸随着煅烧温度的升高而变大, 1 200 ℃煅烧2 h后的晶体颗粒均匀, 分散性最优, 平均晶粒尺寸约为28.9 nm, 呈近球形; Lu2Si2O7∶Ce纳米晶的紫外吸收谱存在峰位分别为304 nm和350 nm两个吸收峰, 源自于Ce3+离子的4f→5d跃迁; 光致发射谱和X射线激发发射谱都表现为典型的非对称双峰结构, 归属于Ce3+离子的5d1→2F5/2和5d1→2F7/2跃迁, Ce3+离子的最佳掺杂浓度约为1%; 荧光衰减时间约为37.2 ns, 可满足高时间分辨X射线探测需要。

为了系统地研究Br的引入对CuBrxI1-x薄膜发光强度和衰减时间的影响，通过气相沉积法在Si片上制备了CuBrxI1-x(0≤x≤1)闪烁薄膜，并测试了薄膜的发光性能和衰减曲线。结果表明，所制备的样品具有良好的CuBrxI1-x(0≤x≤1)固溶体结晶性；相对于长波段的深能级发射，CuBrxI1-x薄膜均表现出较强的光致和X射线激发近带边发射，且发射强度随Br含量的增加而大幅增加，有利于提高闪烁器件的探测效率；不过薄膜的发光衰减时间会随Br含量的增加而变慢(40～300 ps)。本研究工作对于通过选择合适组分的CuBrxI1-x闪烁材料以平衡探测效率和时间响应的测量需求具有重要意义。

以微孔硅阵列为模板, 高纯CuI粉末为原料, 采用压力注入法, 成功制备了具有单分散微柱结构的像素化CuI闪烁转换屏。 扫描电子显微镜(SEM)与X射线衍射(XRD)的测试结果表明, 所制备的转换屏中CuI微柱连续、 致密, 微柱柱径约为2.5 μm、 间隔约为1.5 μm、 柱长约为80 μm, 并具有良好的γ相晶体结构。 在X射线激发下, 所制备的像素化γ-CuI闪烁转换屏具有峰值波长位于680 nm附近的红光慢发射带; 掺碘后, 该发射带被较大幅度的抑制, 同时出现了峰值波长位于432 nm 的快发光峰; 当碘掺杂含量达到10 Wt％时, 峰值波长位于680 nm附近的红光慢发射带被完全抑制, 只存在峰值波长位于432 nm的快发光峰。 采用刃边法测量了所制备的像素化γ-CuI闪烁屏的空间分辨率, 结果显示其分辨率可达38 lp·mm-1, 表明该闪烁屏除拥有超快时间响应特性外, 兼具很高的空间分辨本领, 在X射线成像方面具有独特的应用价值。

X射线成像在生命科学和物质微结构分析等许多方面有着非常重要的应用, X射线成像仪器核心部件之一为X射线-可见光转换屏。 透明闪烁薄膜是实现高空间分辨率X射线成像的一条有效途径。 铕掺杂M′型LuTaO4是一种性能优越的闪烁材料, 其密度高达9.75　g·cm-3, 化学性质稳定, 辐照硬度大, 有望制备成透明薄膜型高空间分辨率X射线转换屏。 以2-甲氧基乙醇为溶剂、 PVP为胶粘剂, 采用溶胶-凝胶法成功制备出M′型LuTaO4∶Eu3+透明闪烁厚膜, 并对透射率、 光致发光、 X射线激发发射光谱和空间分辨率等一系列的薄膜性能进行表征。 经过8次旋涂之后, 膜层均匀、 无裂纹, 厚度为2.1 μm, 发光波段的透射率为70%以上, 成像空间分辨率达到1.5 μm。 将厚膜作为X射线-可见光转换屏, 成功对果蝇进行了X射线成像, 其复眼结构清晰可见。 此外, 紫外和X射线激发下闪烁膜的发光特性研究表明, 该厚膜具有优良的发光性能, 已基本满足高分辨率X射线成像的要求, 有望在显微X射线成像方面获得很好应用。

采用油相合成法得到了疏水性、 单分散的LaPO4∶Ce3+, LaPO4∶Ce3+/LaPO4和LaPO4∶Ce3+/LaPO4∶Ce3+/LaPO4核壳结构纳米晶。 利用X射线衍射（XRD）、 透射电镜（TEM）、 傅里叶变换红外光谱（FTIR）和光致发光光谱（PL）等分析技术对产物的结构、 形貌以及发光性能进行了表征。 结果表明: 所有样品均为单斜相结构, 样品的衍射峰呈现宽化现象, 可能由于合成的纳米颗粒尺寸较小;Ce3+掺杂LaPO4纳米晶显示了Ce3+的特征发射, 在342 nm处是一个宽带谱, 发光强度随着Ce3+掺杂浓度的增加先增加后减小, 在浓度为6 at%时发光强度最大, 发光强度减弱可能由于浓度猝灭导致的;LaPO4∶Ce3+/LaPO4和LaPO4∶Ce3+/LaPO4∶Ce3+/LaPO4核壳结构纳米晶光致发光强度比LaPO4∶Ce3+纳米颗粒分别提高了41%和95%左右, 这可能是由于纳米晶颗粒尺寸的变大及表面钝化效应共同作用的结果;样品的红外光谱数据显示, 在1 545和1 461 cm-1处出现了分别对应于—COO－的非对称和对称伸缩振动的两个吸收峰, 这两个峰的间隔为84 cm-1, 样品表面有机物的修饰机制可能是羧基的氧原子以双齿模式与金属镧离子发生了配位。

以石英基片为衬底,采用真空热蒸发法,通过调控衬底温度制备出了具有微柱结构、柱径在μm量级、厚度约17　μm的γ-CuI超快闪烁转换屏.在X射线激发下,所制备的γ-CuI超快转换屏具有峰位在430 nm的快成分发射峰和峰位在700 nm的慢成分发射带,其中快成分发射峰占总发光的主要部分;随着衬底温度由170　℃升高至210　℃,转换屏430 nm发射峰的强度会逐渐减弱,而700 nm发射带的强度则逐渐增强,这可能是由于较高的衬底温度会造成碘流失从而引起转换屏中碘空位增加、铜空位减少所致(Cu/I增大),碘流失的假设得到了卢瑟福背散射实验的验证.γ-CuI超快转换屏的晶体结构呈(111)晶面择优取向,且不随衬底温度而变化,当衬底温度升高至210　℃时,由于CuI分子获得的动能增加,转换屏还会出现微弱的(220)和(420)晶面的取向.当衬底温度由170℃增至190　℃时,转换屏的微柱结构会随之优化,微柱结构明显,但当衬底温度进一步增至210　℃时,由于表面扩散和体扩散效应加剧,微柱结构会随之退化.最后,采用刃边法测量了所制备γ-CuI转换屏的空间分辨率,结果显示170,190和210　℃衬底温度条件下所制备的转换屏,其空间分辨率分别为:4.5,7.2和5.6 lp·mm-1,微柱结构有助于提高转换屏的空间分辨率。

采用沉淀法制备In/ZnO纳米粉, 通过XRD和光致发光谱等分析手段, 详细讨论了不同In掺杂浓度、 煅烧温度、 反应物配比, 以及沉淀剂种类对In/ZnO纳米粉微结构及光致发光特性的影响。 实验结果表明, 随着In掺杂浓度的增加, In/ZnO纳米粉的结晶性能和紫外发光强度因杂质缺陷的增多而逐渐减弱; 同时观察到该发光峰位从389 nm红移至419 nm, 这可能是由于施主能级和导带的合并, 以及杂质能级的潜在波动因素的影响所致。 当煅烧温度从500 ℃升至600 ℃时, 晶粒尺寸逐渐变大, 紫外发射强度也因结晶性的增强而逐渐增大; 当温度继续升高至800 ℃时, 结晶性的进一步提高导致紫外发射强度增强, 同时由于温度的升高使得ZnO晶格中离子动能变大而更易于产生氧空位, 从而导致525 nm绿光发射也大大增强; 当温度升高至1 000 ℃时, 紫外发射强度由于过多的氧空位而被极大抑制, 此时525 nm绿光发射成为了发光主成份。 随着反应物NH4HCO3/Zn(NO3)2摩尔比的增加, 由于反应速率的加快, 使得In/ZnO纳米粉晶粒变小, 紫外发光强度下降。 沉淀剂种类(NH4HCO3或NaOH)对前驱体粉末的结晶性能有着显著的影响, 但对最终纳米粉产物的发光性能影响不大。

以乙腈为溶剂、 γ-CuⅠ粉末为原料, 采用溶剂蒸发法, 通过工艺优化, 生长出了尺寸约为9 mm×9 mm×1 mm的透明γ-CuⅠ闪烁晶体。 卢瑟福背散射谱(RBS)实验结果表明, 所生长的γ-CuⅠ晶体中铜和碘元素的比例分别为53.1和46.9 mol%。 在生长溶剂中掺入适量碘可提高γ-CuⅠ晶体中碘的比重, 所获得晶体中铜和碘元素的比例被调整为50.4和49.6 mol%。 光致发光谱(PL)的结果表明, 所生长的γ-CuⅠ晶体存在有410 nm发射峰和720 nm附近的宽发射带, 掺碘后720 nm的宽发射带得到了较大幅度的抑制, 但同时也会在424和474 nm处出现两个相对较弱的发射峰; X射线激发发射谱(XEL)显示, 所生长的CuⅠ晶体存在有435 nm发射峰和720 nm附近的宽发射带, 掺碘后720 nm的宽发射带得到了较大抑制。 综合掺碘前后γ-CuⅠ晶体的发射光谱可以发现: 碘元素有助于抑制γ-CuⅠ晶体的红光发射, 其原因来自于碘元素的体掺杂造成晶体中碘空位的减少, 而非由晶体表面的吸附碘。

采用溶胶-凝胶(Sol-Gel)技术, 分别在空气中和石墨提供的弱还原气氛下制备出Lu2SiO5∶Ce0.006荧光粉。 通过分析样品的结构, 光致激发、 发射谱和热释光谱等特性, 发现弱还原气氛下制备的样品不仅光致发光强度比空气中的强, 而且热释光曲线中598 K处的高温热释光峰也得到了抑制。 进一步考察空气中制备的Lu2SiO5∶Ce0.006, Kx(x=0.01～0.08)荧光粉, 结果表明就光致发光和热释光特性而言, K+共掺杂具有与还原气氛类似的作用。 综合以上两方面分析结果, 可认为598 K处热释光峰是由与Ce4+相关的缺陷引起的, 并对K+共掺杂LSO∶Ce发光增强的原因给出了合理解释。

采用高温熔融法制备了Tb3+掺杂硅酸盐闪烁玻璃, 并测量了该闪烁玻璃对5～80 keV 硬X射线的能量响应。 结果表明: 硅酸盐闪烁玻璃的光电流对不同光子能量X射线的响应是非线性的, 尤其在8和50 keV附近, 其非线性变化较明显, 这种现象与闪烁玻璃吸收X射线后产生大量光电子及其对电子的能量响应有关系。 在73.38 keV处, 硅酸盐闪烁玻璃的光输出是ST401的3.41倍。