低粘度硅酸铋熔体结构及其晶体生长研究

项目名称： 低粘度硅酸铋熔体结构及其晶体生长研究

项目编号： No.61405228

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2014

项目学科： 无线电电子学、电信技术

项目作者： 熊巍

作者单位： 中国科学院上海硅酸盐研究所

项目金额： 25万元

中文摘要： Bi4Si3O12(BSO)晶体具有与Bi4Ge3O12晶体相似的闪烁性能，成本只有Bi4Ge3O12的一半，并且可同时探测切伦科夫辐射和闪烁信号，因而是未来同质强子量能器探测用的最佳候选材料，但由于BSO熔体粘度大和组分差异大等问题，容易导致组分不均匀和各种宏观缺陷的形成，因而很难得到大尺寸的BSO晶体。本项目提出低粘度BSO熔体结构的创新思路，通过掺入与Si同族同时具有18电子层结构的Sn和Pb元素来降低BSO的熔体粘度；通过对熔体结构和相应晶体的结晶习性的系统研究，探索低粘度Bi2O3-SiO2-SnO2(PbO)体系，同时对低粘度熔体结构BSO晶体的坩埚下降法生长工艺和闪烁性能展开深入系统的研究。通过本项目的研究，降低熔体粘度，加强溶质对流，从根本上解决BSO晶体组分不均匀、组分偏析等生长难题，从而进一步减少晶体的宏观缺陷，提高晶体均匀性，因而有望突破大截面 BSO晶体的制备瓶颈。

中文关键词： 闪烁晶体；低粘度；熔体结构；偏析缺陷；晶体生长

英文摘要： Bismuth Silicate (Bi4Si3O12, BSO) crystal, with similar scintillation properties and only half cost of Bi4Ge3O12, can detect the Cerenkov and scintillation signals simultaneously, which made it one of the most suitable candidate for the future Homogeneous

英文关键词： scintillation crystal；low viscosity；melt structure；segregation defects；crystal growth