Ce3+/Tb3+共掺硼磷酸盐玻璃闪烁体：面向超高分辨率同步辐射X射线成像的能量传递机制与性能研究

　　本综述系统探讨了Ce3+/Tb3+共掺硼磷酸盐玻璃的制备、发光特性及能量传递机制，其在X射线激发下表现出优异闪烁性能（相对效率达BGO晶体的61%），空间分辨率高达57.2 lp/mm，媲美商用YAG:Ce晶体，为高端X射线成像（如CT、无损检测）提供了低成本、可规模化制备的新型闪烁体材料。

　　

密度、折射率、摩尔体积和有效原子序数（Z_eff）

材料的辐射长度与其密度密切相关。通常，密度越高的材料对高能辐射的抵抗能力越强，这与增强的闪烁性能相关。本研究中，使用四位微量天平（AND, HR-200）测量了所制备闪烁玻璃的密度。Ce:xTb玻璃随着Tb₂O₃含量的增加，密度显著上升，在Ce:5Tb时达到3.5778 g/cm3。这一增长反映了更致密的玻璃网络结构，归因于高原子量的钪系元素Tb的加入。

结论

通过熔融淬火法成功合成了Ce³⁺/Tb³⁺共掺硼磷酸盐闪烁玻璃，X射线衍射（XRD）证实了其非晶态结构。随着Tb₂O₃浓度的增加，玻璃密度和有效原子序数（Z_eff）均升高，表明结构更加紧密，且X射线相互作用能力增强。玻璃在549 nm处表现出强烈的光致发光（PL）和辐射发光（RL）发射，源自Tb³⁺的直接激发或通过Ce³⁺→Tb³⁺能量转移（ET）间接激发。Ce:4Tb组分展现出最高的发光强度和能量转移效率，其积分闪烁效率分别达到商用SG101玻璃和Bi₄Ge₃O₁₂（BGO）晶体的63%和61%。在同步辐射X射线成像测试中，该玻璃实现了57.2 lp/mm的高空间分辨率，与商用YAG:Ce晶体（57.8 lp/mm）相当。这些结果凸显了Ce:4Tb玻璃在先进X射线成像应用中的巨大潜力。