目前公開的主題涉及稀土石榴石光學(xué)材料，其包含至少三種稀土元素的離子的組合。目前公開的主題還涉及光學(xué)材料的閃爍體、包含閃爍體材料的輻射探測(cè)器，涉及使用閃爍體材料檢測(cè)輻射的方法，以及涉及制造光學(xué)材料的方法?？s寫詞％＝百分比℃＝攝氏度al＝鋁at％＝原子百分比a.u.＝任意單位ccd＝電荷耦合器件(charge-coupled?device)ce＝鈰cm＝厘米ct＝計(jì)算機(jī)斷層掃描di＝去離子dy＝鏑em＝發(fā)射er＝鉺eu＝銪exc＝激發(fā)g＝克ga＝鎵gd＝釓h＝小時(shí)ho＝鈥kev＝千電子伏特kva＝千伏安la＝鑭lu＝镥ly＝光輸出mev＝兆電子伏特min＝分鐘ml＝毫升mm＝毫米mol＝摩爾mpa＝兆帕nd＝釹nm＝納米peg＝聚乙二醇pet＝正電子發(fā)射斷層掃描ph＝光子pl＝光致發(fā)光pm＝钷pmt＝光電倍增管pr＝鐠ptfe＝聚四氟乙烯pva＝聚乙烯醇re＝稀土rf＝射頻rl＝輻射發(fā)光sc＝鈧sm＝釤tb＝鋱tm＝銩xrd＝x射線衍射y＝釔yb＝鐿

背景技術(shù)：

1、光學(xué)材料包括磷光體和閃爍體，它們可以在受到諸如x射線、伽馬射線和中子等撞擊輻射時(shí)發(fā)射光脈沖。與氣體探測(cè)器和有機(jī)閃爍體相比，無機(jī)閃爍體因?yàn)槠涓呙芏群透咴訑?shù)而廣泛應(yīng)用于輻射探測(cè)器，該輻射探測(cè)器具有在醫(yī)學(xué)成像、粒子物理、地質(zhì)勘探、國(guó)土安全和其他相關(guān)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。這些不同的應(yīng)用在不同領(lǐng)域使用時(shí)使用具有合適的發(fā)光性能的閃爍體。選擇閃爍體和其他光學(xué)材料時(shí)的考慮因素通常包括但不限于發(fā)光度(luminosity)、衰減時(shí)間和發(fā)射波長(zhǎng)。

2、雖然已經(jīng)開發(fā)了各種光學(xué)材料，但仍然需要為特定應(yīng)用開發(fā)具有改進(jìn)性能的其他光學(xué)材料。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、該
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
列出了目前公開的主題的幾個(gè)實(shí)施方式，并且在許多情況下列出了這些實(shí)施方式的變體和排列。該發(fā)明內(nèi)容僅是眾多不同實(shí)施方式的示例。提及給定實(shí)施方式的一個(gè)或多個(gè)代表性特征同樣是示例性的。這種實(shí)施方式通?？梢跃哂谢虿痪哂兴鎏卣?；同樣，這些特征可以應(yīng)用于目前公開的主題的其他實(shí)施方式，無論是否在該發(fā)明內(nèi)容中列出。為避免過度重復(fù)，該發(fā)明內(nèi)容不列出或建議此類特征的所有可能組合。

2、在一些實(shí)施方式中，目前公開的主題提供了一種光學(xué)材料，其包含下式的成分：

3、(re1-yxy)3(al1-zgaz)5o12，

4、其中：0≤y≤0.1；0≤z≤1；re是選自包含y、sc、lu、yb、tm、er、ho、dy、tb、gd、eu、sm、nd、pr和la的組的三種或更多種稀土元素的離子的組合；并且x是選自包含ce離子、tb離子、dy離子、eu離子、yb離子和pr離子的組的一種或多種激活劑離子。在一些實(shí)施方式中，z為0。

5、在一些實(shí)施方式中，re是選自包含y、sc、lu、yb、tm、er、ho、dy、tb、gd、eu、sm、nd、pr和la的組的三種、四種、五種或六種元素的離子的組合。在一些實(shí)施方式中，re是選自包含y、lu、tb和gd的組的至少三種元素的離子的組合。

6、在一些實(shí)施方式中，y為0。在一些實(shí)施方式中，0.001≤y≤0.1。在一些實(shí)施方式中，0.005≤y≤0.05；任選地其中y為0.005、0.02或0.05。在一些實(shí)施方式中，x是ce離子、pr離子或它們的混合物，任選地其中x是ce3+。

7、在一些實(shí)施方式中，光學(xué)材料包含選自包含以下的組的成分：

8、(y0.2gd0.2tb0.2y0.2lu0.2)3al5o12；

9、(y0.25gd0.25er0.25lu0.25)3al5o12；

10、(y0.25gd0.25ho0.25lu0.25)3al5o12；

11、(y0.2gd0.2tb0.2dy0.2lu0.2)3al5o12；

12、(y0.25gd0.25tb0.25lu0.25)3al5o12；

13、(y0.2eu0.2gd0.2yb0.2lu0.2)3al5o12；

14、(y0.1667eu0.1667gd0.1667tb0.1667yb0.1667lu0.1667)3al5o12；

15、(y0.25gd0.25tb0.25lu0.25)3al5o12；

16、(y0.25nd0.25gd0.25lu0.25)3al5o12；

17、(y0.25pr0.25gd0.25lu0.25)3al5o12；和

18、(y0.25la0.25gd0.25lu0.25)3al5o12。

19、在一些實(shí)施方式中，光學(xué)材料包含選自包含以下的組的成分：

20、(y0.199gd0.199tb0.199yb0.199lu0.199ce0.005)3al5o12；

21、(y0.24875gd0.24875er0.24875lu0.24875ce0.005)3al5o12；

22、(y0.24875gd0.24875ho0.24875lu0.24875ce0.005)3al5o12；

23、(y0.199gd0.199tb0.199dy0.199lu0.199ce0.005)3al5o12；

24、(y0.24875gd0.24875tb0.24875lu0.24875ce0.005)3al5o12；

25、(y0.199eu0.199gd0.199yb0.199lu0.199ce0.005)3al5o12；

26、(y0.16583eu0.16583gd0.16583tb0.16583yb0.16583lu0.16583ce0.005)3al5o12；

27、(y0.24875sm0.24875gd0.24875lu0.24875ce0.005)3al5o12；

28、(y0.24875nd0.24875gd0.24875lu0.24875ce0.005)3al5o12；

29、(y0.24875pr0.24875gd0.24875lu0.24875ce0.005)3al5o12；

30、(y0.24875la0.24875gd0.24875lu0.24875ce0.005)3al5o12；

31、(y0.245gd0.245tb0.245lu0.245ce0.02)3al5o12；

32、(y0.2375gd0.2375tb0.2375lu0.2375ce0.05)3al5o12；

33、(y0.2375gd0.2375tb0.2375lu0.2375ce0.05)3al5o12；和

34、(y0.294gd0.294tb0.098lu0.294ce0.02)3al5o12。

35、在一些實(shí)施方式中，光學(xué)材料包含選自包含以下的組的成分：

36、(y0.33167tb0.33167gd0.33167ce0.005)3al5o12；

37、(lu0.33167y0.33167gd0.33167ce0.005)3al5o12；

38、(lu0.33167y0.33167tb0.33167ce0.005)3al5o12；

39、(lu0.24875y0.24875tb0.24875gd0.24875ce0.005)3al5o12；和

40、(lu0.245y0.245tb0.245gd0.245ce0.02)3al5o12。

41、在一些實(shí)施方式中，光學(xué)材料在用高能輻射刺激光學(xué)材料時(shí)提供來自光活性re離子的光發(fā)射，任選地其中所述光活性re離子是tb離子。

42、在一些實(shí)施方式中，目前公開的主題提供了一種輻射探測(cè)器，其包含目前公開的主題的光學(xué)材料和光子探測(cè)器，可選地其中光學(xué)材料包含選自包含以下的組的組合物：

43、(y0.33167tb0.33167gd0.33167ce0.005)3al5o12；

44、(lu0.33167y0.33167gd0.33167ce0.005)3al5o12；

45、(lu0.33167y0.33167tb0.33167ce0.005)3al5o12；

46、(lu0.24875y0.24875tb0.24875gd0.24875ce0.005)3al5o12；和

47、(lu0.245y0.245tb0.245gd0.245ce0.02)3al5o12。

48、在一些實(shí)施方式中，目前公開的主題提供了一種檢測(cè)伽馬射線、x射線、宇宙射線和/或具有1kev或更大能量的粒子的方法，該方法包括使用輻射探測(cè)器。在一些實(shí)施方式中，目前公開的主題提供了輻射探測(cè)器在醫(yī)學(xué)成像、國(guó)土安全或高能物理研究中的用途。

49、在一些實(shí)施方式中，目前公開的主題提供了一種制備目前公開的主題的光學(xué)材料的方法，其中該方法包括從熔體制備光學(xué)材料的單晶。

50、在一些實(shí)施方式中，目前公開的主題提供了一種制備目前公開的主題的光學(xué)材料的方法，其中該方法包括通過以下步驟制備光學(xué)材料的粉末：(i)通過加熱包含聚合物，任選的聚乙烯醇(pva)或聚乙二醇(peg)，以及金屬硝酸鹽的混合物的水溶液來制備泡沫，其中金屬硝酸鹽包含與光學(xué)材料的元素相對(duì)應(yīng)的元素離子，并且粉碎所述泡沫以提供粉末；或(ii)通過向碳酸銨水溶液中加入包含金屬硝酸鹽和硫酸銨的混合物的水溶液來共沉淀粉末，其中金屬硝酸鹽包含與光學(xué)材料的元素相對(duì)應(yīng)的元素離子。

51、在一些實(shí)施方式中，目前公開的主題提供了一種制備目前公開的主題的光學(xué)材料的方法，其中該方法包括通過選自以下的技術(shù)制備光學(xué)材料的陶瓷。

52、目前公開的主題的目的是提供多組分稀土石榴石光學(xué)材料，例如閃爍體、包含光學(xué)材料的輻射探測(cè)器、使用輻射探測(cè)器的方法、以及制備光學(xué)材料的方法。

53、上文已經(jīng)陳述了目前公開的主題的目的，并且該目的全部或部分由目前公開的主題實(shí)現(xiàn)，在閱讀說明書后，并且當(dāng)結(jié)合下文最佳描述的附圖和實(shí)例進(jìn)行描述時(shí)，其他目的將變得顯而易見。