《表3 卤化物微晶玻璃：玻璃闪烁体的研究进展》

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《玻璃闪烁体的研究进展》

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玻璃作为一种亚稳态的材料能够通过热处理的方法在玻璃中获得纳米尺度的微晶相，因为晶体颗粒尺寸小于可见光的波长，能够避免晶体颗粒引起的光散射．通过玻璃与微晶相结合可以有效提高闪烁性能．目前报道的微晶玻璃闪烁体主要是卤化物微晶玻璃．如GUO等通过在硅酸盐玻璃中析出Tb3+离子掺杂的BaLuF5、KLu2F7、KTb2F7、Lu6O5F8和Na5Gd9F32等微晶相，获得闪烁发光性能优良的微晶玻璃闪烁体，其中Na5Gd9F32微晶玻璃其发光强度达到BGO晶体的130%[39-43].SUN等通过在硅酸盐玻璃中析出Tb3+掺杂的CaF2微晶相后，其X射线激发发光强度增强3.5倍[44].LEE等通过在硅酸盐玻璃中析出Tb3+掺杂的BaGdF5、GdF3微晶相也能够获得具有优良闪烁发光性能的微晶玻璃[45，46].SCHWEIZER等制备了含有BaCl2微晶相的FCZ微晶玻璃，实现了小鼠组织的X射线平面和三维成像，其细节分辨率可达到17μm[47]．本课题组设计并制备了含15mol%Ce离子的CeF3微晶玻璃，研究发现CeF3微晶相的析出可以显著降低由Ce离子引起的着色，从而大幅提升了发光和闪烁性能[48]．表3为卤化物微晶玻璃的相关汇总．相比较而言，氧化物微晶玻璃研究相对较少．BARTA等制备了含Gd2O3-CeO2微晶相的微晶玻璃并获得了较高的光产率[49].NIKITIN等制备了含有LiAlSi4O10微晶相的玻璃闪烁体，其光产率比GS20的光产率高出240%，该种微晶玻璃发光性能的温度依赖性小，因此可用于中子探测[50]．本课题组通过在硅酸盐玻璃中析出M′-type GdTaO4微晶相，有效提高了射线激发下的发光性能，同时因为玻璃热处理过程中随温度升高存在Gd3TaO7向M′-type GdTaO4微晶相的转变，利用玻璃的高粘态能够有效抑制相变过程中随温度升高造成的颗粒长大，从而可以获得嵌有高温M′-type GdTaO4微晶相的透明微晶玻璃闪烁体[51]．图3为M′-type GdTaO4微晶玻璃光纤的实物照片以及高分辨透射电子显微镜（High Resolution Transmission Electron Microscope，HRTEM）照片．