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基于ZnO:In纳米棒阵列的X射线闪烁转换屏制备与性能研究

李乾利 胡亚华 马逸凡 孙志祥 王敏 刘小林 赵景泰 Zhi-Jun Zhang

基于ZnO:In纳米棒阵列的X射线闪烁转换屏制备与性能研究

李乾利, 胡亚华, 马逸凡, 孙志祥, 王敏, 刘小林, 赵景泰, Zhi-Jun Zhang
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出版历程
  • 收稿日期:  2020-02-25

基于ZnO:In纳米棒阵列的X射线闪烁转换屏制备与性能研究

  • 1. 上海大学
  • 2. 嘉兴学院,数理与信息工程学院
  • 3. 同济大学
  • 4. 同济大学物理系 200092
  • 5. Shanghai University
  • 通信作者: Zhi-Jun Zhang, zhangzhijun@shu.edu.cn
    基金项目: 国家级-基于人工表面等离激元的功能集成型辐射器研究(11905122)

摘要: 为了满足高能物理和核物理领域在探究一些超快物理事件时,对兼顾高时间和高空间分辨的X射线闪烁转换屏的迫切需求,本文利用磁控溅射和水热反应法制备了ZnO:In纳米棒阵列X射线闪烁转换屏,并对其进行氢气氛下的等离子处理优化其闪烁发光性能。X射线激发发射谱显示ZnO:In纳米棒阵列具有395 nm的紫外发光和450-750 nm的可见发光两个发光峰,同时表明氢气氛等离子体处理可显著增强ZnO:In纳米棒阵列的紫外发光,同时抑制其可见发光。发光衰减时间测量表明,ZnO:In纳米棒阵列紫外发光衰减时间在亚纳秒级,其可见发光衰减时间在纳秒级,两者均可满足高时间分辨的X射线探测需求。在上海同步辐射光源的X射线空间分辨率测试表明,在能量为20 keV的X射线光束辐照下,厚度为12 μm的ZnO:In纳米棒阵列作为X射线闪烁转换屏可达到1.5 μm的系统空间分辨率。本研究表明利用ZnO:In纳米棒阵列作为X射线闪烁转换屏是实现兼顾高时间和空间分辨的X射线探测与成像的一种可行方案。

English Abstract

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