閃爍晶體新材料—鎢酸鉛

當無機晶體受到高能粒子或者是高能射線（如 X 射線、γ 射線），由於粒子或者射線的激發而發出可見光的一種螢光體，這種無機晶體就是閃爍晶體，鎢酸鉛就是一種閃爍晶體，這一特性使鎢酸鉛在核醫學、高能物理、核技術、空間物理以及石油勘探等領域的應用有著不可或缺的地位。

閃爍晶體的主要用於CT機，粒子對撞機，探測器甚至是鐳射武器等的製造，常見的氧化物閃爍晶體主要有鍺酸鉍、鎢酸鎘、鎢酸鈣、鉬酸鎘、鉬酸鈣等，相對於其它晶體，鎢酸鉛是1990年代才被發現的新型閃爍晶體。

鎢酸鉛（PbWO₄）單晶屬於白鎢礦結構，其熔點為 1123℃，其閃爍性能不低於其他鎢酸鹽晶體，1990年，國外學者用提拉法第一次提拉出鎢酸鉛單晶。此單晶有晶體著色缺陷，分析其著色機理，一般可以認為與以下幾個方面有關係：氧空位的存在導致了其色心的形成；由氧空位色心缺陷和 Fe²⁺ 。

雜質缺陷形成的色心複合體；在 460nm 附近，Fe²⁺在會產生光吸收。退火過程在空氣氛圍下進行，能使氧成分擴散進人晶體中，以減少氧空位 Vo 的數量，從而使晶體的性能一定程度上得到改善。人們還發現，利用摻雜部分三價離子，可以使鎢酸鉛晶體在短波範圍內（330 450 nm)的輻照硬度和透光率明顯增強。，從而來改善晶體的光學性能。

儘管鎢酸鉛晶體存在著發光效率不高的缺陷，但是因其具有密度大、輻射長度小、輻照硬度強、衰減時間短而成為大型強子對撞機高分辨電磁量能器上的首選閃爍晶體。

鎢酸鉛晶體也有一段值得大書特書的輝煌史，2008年9月20日，世界規模最大的科學計畫——歐洲核子研究中心大型強子對撞機（LHC）正式運行，開始了人類揭示宇宙起源，尋找品質之源的征程。CMS(Compact Muon Selinoid)是該強子對撞機工程的四個專案之一，從2005年5月到2008年3月，我國的上海矽酸鹽研究所共為CMS電磁能量器提供近5000根大尺寸鎢酸鉛晶體。上海矽酸鹽研究所也因此獲得了由歐洲核子中心(CERN)在瑞士日內瓦頒發的CMS Industrial Award最高獎。

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