布里奇曼法 LaBr3:Ce 晶体生长

为什么是 LaBr3:Ce

晶体生长的问题晶体生长工艺晶体性能

光输出（ Ph/MeV ）

能量分辨率(@662keV)

衰减时间(ns)

密度(g/cm3)

生长难易

LaBr3:Ce 70000 2.6% 30 5.1 难

LaCl3:Ce 58000 3.2% 28 3.9 较难

LuI3:Ce 80000 ？ 30 5.6 很难

SrI2:Eu 120000 3.0% 1200 4.55 较难

为什么是 LaBr3:Ce

LaBr3 极易潮解、氧化

2LaBr3+O2 2LaOBr+2Br2

LaBr3+H2O LaOBr+HCl

LaBr3 非常容易开裂 （ 100 ）严重解理热膨胀各向异性突出

定向生长自发成核技术

P63/m a=7.96 c=4.51

晶体生长的问题

ab

c

晶体生长工艺

原料预处理 抽真空封装 晶体生长

水、氧含量 < 1ppm 真空度 ~1pa 温度梯度 20~30C/cm

1 英寸 LaBr3:Ce 单晶生长技术已经成熟

晶体生长成果

晶体生长成果

毛胚晶体3850mm3

加工晶体1010 10mm3

晶体闪烁性能

300 350 400 450 500 550 600 650 70010

20

30

40

50

60

70

80

90

Testing conditions： PMT: 600V X-ray tube: 50kV

Inte

nsity

Wavelength / (nm)

X-ray excited emission spectrum

LaBr3:Ce

CsI:Tl

200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 7000

100

200

300

400

500

600

700

CsI:Tl

LaBr3:Ce

wavelength / (nm)

Inte

nsi

ty

UV luminescence spectrum

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 10000

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

140

150

160

Co

un

ts

Channel numbers

LaBr3(Ce) 12X12X10mm：3

CsI(Tl) 12.5X12.5X8mm：3

Multi-channel analysis of the LaBr3 crystal HV: 1000V Gain: 70

Channels E.R%

LaBr:Ce 729 8.0%CsI(Tl) 538 10.2%

X 射线激发 紫外激发

射线能谱