专利名称：一种可用于医疗探测的快速闪烁体材料的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于提高闪烁体响应时间的稀土掺杂材料，涉及医用闪 烁体和稀土掺杂发光材料及真空紫外光谱领域，特别涉及一种可用于医疗探 测的快速闪烁体材料。
背景技术：
闪烁体是一种能够吸收高能粒子(X、 ou p或Y射线)辐射，然后释放 出较低能量(VUV、 UV或可见光)光子的材料。快速的响应时间对于闪烁 体材料的应用来说至关重要，快速的响应时间意味着高的时间分辨率和高的 信噪比，在医疗器械(如CT(Computed Tomography), PET(Positron Emission Tomography))和高能物理探测仪中会用到闪烁体材料，通常激发为X射线 或Y射线，由于这些射线具有较高能量，材料的发光过程会涉及到基质的激 发，所以在高能真空紫外光对基质激发后，存在能量在基质内转移然后传递 到发光中心的过程，这个过程到目前为止，对于电子经高能激发后的弛豫过 程和发光中心的发
射过程的研究还很少。稀土Nd"或Pr"掺杂的一些材料会在UV到VUV 波段产生宽带的4/"5d—4/发射，这些发射由于是宇称允
许的跃迁，所以具有较快的衰减时间和较强的发射强度，因此掺杂Nc^ 或P一+的材料有可能成为新一代的闪烁体材料。
当前的快速闪烁体材料，主要以掺杂稀土C^+为激活剂，所以难以获得 超快速衰减响应时间(通常Ce" 4/5d发射衰减寿命大于30ns)，而Nd3+或PrS+4/5J发射衰减寿命可以小于20ns，同时具有较高的量子效率。因此掺杂 稀土 Nc^+或Pr^的无机发光材料是非常有前景的快速闪烁体材料。
发明内容
本发明提出了一种可用于医疗探测的快速闪烁体材料，其发射的响应时 间可以小于20ns,同时具有较高的量子效率，此种闪烁体材料可以有效的减 小医用设备对于患者的扫描时间，提高图像的分辨率。
本发明的技术方案是这样实现的
本发明是掺杂Nd"或者Pr"的YP04材料，其分子式为Y^RExP04， (l-x): x，， RE:Nd或Pr。
其中的基质材料YP04是晶体或者陶瓷状态。
由于本发明中的闪烁体材料的响应时间较快，最短可以5ns以下，因此 具有较好的时间分辨率和空间分辨率，是一种高性能的快速闪烁体材料。本 发明所提出的YP04:Nd"或Pf材料，具有较高的量子效率，具有极快的衰 减时间。采用这样闪烁体材料的医用设备可以减少对患者的扫描时间和提高 对信号的利用率。
图1是样品YP04:Nd3+在300K时，在90nm真空紫外光激发下的发射 光谱图2是样品YP04:Nd3+在300K时，监测发射波长为195nm时的激发 光谱图3是样品YP04:Nd3+在300K时，激发波长为90nm，发射波长为 280nm时的衰减曲线图；下面结合附图对本发明的内容作进一步详细说明。
具体实施例方式
参照图1所示，是样品YP04:Nd3+在300K时，在90nm真空紫外光 激发下的发射光谱，90nm光的能量大于基质的带隙能量，样品YP04:Nd在 90nm光的激发下，首先是基质被激发，然后是基质将能量传递给激活剂Nd3、 发射光谱在180nm 300nm间有三个发射峰，中心分别位于195nm, 245nm, 和275nm，这些发射峰均为Nd3+ 发射。
参照图2所示，是样品YP04:Nd3+在300K时，监测发射波长为195nm 时的激发光谱，195nm发射为Nd3+ 发射，在图2中激发波长短于140nm 的激发均为基质YP04的激发峰，长于140nm的激发峰为Nd3+基态419/2到 其4/5d态的激发峰。
参照图3所示，是样品YP04:Nd3+在300K时，激发波长为90證，发 射波长为280nm时的衰减曲线，衰减时间大约为10.85ns，衰减曲线的线型接 近单指数型。
多种掺杂浓度的YP04:Nd或YP04:Pr材料是采用共沉淀法合成。 实施例1
称取0.0099摩尔Y203和0.0001摩尔Nd203溶解在0.06摩尔浓盐酸中， 称取0.02摩尔H3P04,在60'C 7(TC下搅拌30 50分钟，获得白色沉淀，然 后把白色沉淀进行离心水洗，醇洗分别2-3次，在6(TC 8(TC条件下烘干5 8个小时，所得的白色粉末在还原气氛110(TC 130(TC下灼烧3 5小时，所 得样品为YP04:l%Nd。 实施例2称取0.0095摩尔Y203和0.0005摩尔Nd203溶解在0.06摩尔浓盐酸中， 称取0.02摩尔H3P04,在6(TC 7(TC下搅拌30 50分钟，获得白色沉淀，然 后把白色沉淀进行离心水洗，醇洗分别2-3次，在6(TC 8(TC条件下烘干5 8个小时，所得的白色粉末在还原气氛110(TC 130(TC下灼烧3 5小时，所 得样品为YP04:5%Nd。 实施例3
称取0.009摩尔Y203和0.001摩尔Nd203溶解在0.06摩尔浓盐酸中， 称取0.02摩尔H3P04，在6(TC 7(TC下搅拌30 50分钟，获得白色沉淀，然 后把白色沉淀进行离心水洗，醇洗分别2-3次，在60°C 8(TC条件下烘干5 8个小时，所得的白色粉末在还原气氛1100'C 130(TC下灼烧3 5小时，所 得样品为YPO4:10%Nd。 实施例4
称取0.0099摩尔Y203和0.000017摩尔Pr60 溶解在0.06摩尔浓盐酸 中，称取0.02摩尔H3PO4,在60。C 7(TC下搅拌30 50分钟，获得白色沉 淀，然后把白色沉淀进行离心水洗，醇洗分别2-3次，在6(TC 80'C条件下 烘干5 8个小时，所得的白色粉末在还原气氛110(TC 130(TC下灼烧3 5 小时，所得样品为YP04:l%Pr。 实施例5
称取0.0095摩尔Y203和0.000083摩尔Pr6Ou溶解在0.06摩尔浓盐酸 中，称取0.02摩尔H3PO4,在6(TC 7(TC下搅拌30 50分钟，获得白色沉 淀，然后把白色沉淀进行离心水洗，醇洗分别2-3次，在6(TC 8(TC条件下 烘干5 8个小时，所得的白色粉末在还原气氛110(TC 130(TC下灼烧3 5小时，所得样品为YP04:5%Pr。 实施例6
称取0.009摩尔丫203和0.00017摩尔Pr6On溶解在0.06摩尔浓盐酸中， 称取0.02摩尔H3P04，在6(TC 7(TC下搅拌30 50分钟，获得白色沉淀，然 后把白色沉淀进行离心水洗，醇洗分别2-3次，在60'C 8(TC条件下烘干5 8个小时，所得的白色粉末在还原气氛110(TC 130(TC下灼烧3 5小时，所 得样品为YPO4:10%Pr。
权利要求
1、一种可用于医疗探测的快速闪烁体材料，其特征在于是掺杂Nd3+或者Pr3+的YPO4材料，其分子式为Y1-xRExPO4，9≤(1-x)x≤99，RE＝Nd或Pr。
2、 如权利要求1所述的一种可用于医疗探测的能快速闪烁体材料，其中 的基质材料YP04是晶体或者陶瓷状态。
全文摘要
本发明公开了一种可用于医疗探测的快速闪烁体材料，是掺杂Nd<sup>3+</sup>或者Pr<sup>3+</sup>的YPO<sub>4</sub>材料，其分子式为Y<sub>1-x</sub>RE<sub>x</sub>PO<sub>4</sub>，9≤(1-x)x≤99，RE＝Nd或Pr。其中的基质材料YPO<sub>4</sub>是晶体或者陶瓷状态。该闪烁体材料可以有效的减小医用设备对于患者的扫描时间，提高图像的分辨率。
文档编号G01T1/202GK101525539SQ200910021788
公开日2009年9月9日 申请日期2009年3月31日 优先权日2009年3月31日
发明者王大伟 申请人:彩虹集团公司