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摘要Ce3+离子掺杂镥铝石榴石（Ce:LuAG）具有各向同性、高密度、较高的光产额和快发光衰
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减特性，被认为是一种综合性能优良的闪烁材料，在医疗成像、高能物理等领域具有广阔的
应用前景。 以尿素和甘氨酸为燃烧助剂， 采用溶胶凝胶燃烧法制备了粒径在8nm左右的Ce3+
离子掺杂的LuAG纳米晶粉体。按化学计量比采用甘氨酸与尿素作为燃烧助剂时，甘氨酸
法所获得的Ce3+
：LuAG纳米晶粉体在煅烧温度为700oC即可有晶化峰出现，而尿素法的还
完全是无定形态。总体而言，甘氨酸作为燃烧助剂所得粉体尺寸、晶粒活性、团聚程度等
方面均优于采用尿素法所得的粉体。
关键词：Ce3+离子；镥铝石榴石；纳米粉体；荧光光谱
Study on rare earth doped LuAG Fluorescent Powder
Abstract
Ce3+
doped lutetium aluminum garnet (Ce:LuAG) is a high performance scintillator used in
medical imaging and high energy physics due to its isotropic cubic structure, high density, high light
yield and fast decay responseWith urea and glycine as combustion adjuvant，Ce3+
doped LuAG
cryptocrystalline powders were synthesized by Sol-gel combustion method and the nanosize of
Ce:LuAG powders were 8 nmAccording to the stoichiometric ratio using glycine and urea as the
combustion adjuvant, Ce3+
doped lutetium aluminum garnet LuAG nanocrystalline powder in
calcination crystallization peak temperature is 700 oC can occur and urea method is fully
functionalIn general, glycine as combustion adjuvant the powder size, grain degree of activity
and reunion, Glycine is better than the powder obtained by urea method
Key words: Ce3+
ion; Lu3Al5O12; nanopowders; fluorescence spectrum
目录
引言 1
1 绪 论4
11 无机闪烁材料概述4
12 闪烁材料的一些重要特征6
121 X-射线阻止本领6
122 光产额6
123 衰减速度和余辉6
13 应用于医学成像的无机闪烁体6
131 X-CT及其适用的无机闪烁体 7
132 PET及其适用的无机闪烁体 7
14 Lu2O3和Lu3Al5O12的基本性质及其研究现状8
15稀土发光材料的合成方法9
151 高温固相法9
152 溶胶一凝胶法10
153 微波热合成法10
154 燃烧法10
155 水热法11
156 微波热合成法11
16 论文研究目的意义与研究内容11
2 实验部分12
21 实验材料12
22 实验仪器12
23 实验步骤13
3结果与讨论15
31 反应原理15
32 TG-DSC分析 16
33 实验现象17
34甘氨酸为燃烧剂不同温度对燃烧产物物相和形貌的影响 17
35 尿素为燃烧剂不同温度对燃烧产物物相和形貌的影响 18
36 SEM分析19
37不同燃烧剂对燃烧产物光谱的影响 21
4 结论 23
致 谢 23
参考文献 24，3750
材料是人类文明的里程碑，是人类赖以生存、现代文明和技术赖以发展的三大支柱之
一，而发光材料是材料学领域的一个重要分支。发光物质已经成为人们日常生活中不可或
缺的材料， 被广泛地应用于照明设备、 彩色电视荧光屏和大屏幕彩色显示板、 电脑显示器、
X-射线计算机断层扫描（X-CT）医疗诊断、X-射线增感屏（医院胸透和安检） 、固体激光和
荧光免疫检测分析等诸多领域。
闪烁材料是一种吸收高能光子而后发出可见光的光功能材料，1896 年 Pupin 发现了
第一种可以将 X-射线转化为可见光的无机闪烁体—CaWO4，而 1948年 R. Hofstadter对于
NaI(Tl)的发现则开创了闪烁晶体探测高能射线和粒子的先河。目前，闪烁材料被广泛应用
于高能物理（如精密电磁量能器） 、核医学（如 X-CT、PET 及γ相机） 、工业应用（CT 探