cui晶體的生長(zhǎng)與表征【文獻(xiàn)綜述】

1、文獻(xiàn)綜述文獻(xiàn)綜述應(yīng)用化學(xué)應(yīng)用化學(xué)CuI晶體的生長(zhǎng)與表征一選題背景一選題背景（一）（一）閃爍晶體閃爍晶體閃爍晶體是由放射線激發(fā)產(chǎn)生高效發(fā)光的熒光晶體。晶體產(chǎn)生的熒光經(jīng)光導(dǎo)管送至光電倍增管，將光信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榉糯蟮碾娒}沖，通過(guò)電子儀器記錄下來(lái)。近10多年來(lái)，新發(fā)現(xiàn)的閃爍體數(shù)量猛增。在新型閃爍晶體的探索研究方面，歐洲核子研究中心的CrystalClearCollabation(CCC)小組、美國(guó)勞倫斯伯克利國(guó)家實(shí)驗(yàn)室(LawrenceBerkel

2、eyNationallabatyLBNL)的Derenzo小組以及荷蘭Delft理工大學(xué)的[1]VanEijik小組[2]等都做了大量出色的工作，令人矚目。近年來(lái)，隨著核科學(xué)技術(shù)以及相關(guān)技術(shù)的飛速發(fā)展，閃爍晶體的應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓寬。與此同時(shí)，不同應(yīng)用領(lǐng)域?qū)﹂W爍晶體也提出了更多更高的要求，使得閃爍晶體的研究和開發(fā)出現(xiàn)了前所未有的熱潮。閃爍晶體主要用于核物理、高能物理、天體物理、地質(zhì)勘探、石油測(cè)井、核醫(yī)學(xué)成像、工業(yè)無(wú)損檢查、港口安檢等領(lǐng)域[3

3、]。與普通的塑料高分子、液體、液晶以及熒光粉等閃爍材料相比，閃爍晶體具有密度高、體積小、物化性能和閃爍性能優(yōu)良等顯著特點(diǎn)，使得閃爍晶體在所有的閃爍材料中占據(jù)了重要的地位（主要是無(wú)機(jī)閃爍晶體）。在閃爍晶體的開發(fā)和性能改進(jìn)方面，俄國(guó)的Bogoditsk技術(shù)化工廠，中國(guó)的上海硅酸鹽所和北京玻璃研究院，以及烏克蘭的AmcrysH，美國(guó)的Bicron和CTI，捷克的Crytur，日本的Hi2tachi等公司也做了大量出色的工作。在閃爍晶體界都有較

4、高知名度。自20世紀(jì)80年代初期起，我國(guó)也先后成功地開發(fā)了多種閃爍晶體，如:Bi4Ge3O12(BGO)，BaF2，CeF3，CsI∶Tl以及PbWO4(PWO)等，為國(guó)際高能物理實(shí)驗(yàn)裝置以及核醫(yī)學(xué)成像儀器(PET)提供了大量的晶體，在國(guó)際核探測(cè)器界，特別是高能物理實(shí)驗(yàn)領(lǐng)域享有盛譽(yù)。不過(guò)，相比而言，我國(guó)在有關(guān)新型閃爍晶體的探索性研究方面還不多見，因而迫切需要改變現(xiàn)狀，以趕超國(guó)外同行。（二）（二）離子液體簡(jiǎn)介離子液體簡(jiǎn)介離子液體（室溫離子

5、液體）（RoomTemperatureIonicLiquids），是指在室溫或接近常溫時(shí)呈液態(tài)，由有機(jī)陽(yáng)離子與無(wú)機(jī)或有機(jī)陰離子組成的鹽。又稱低溫熔鹽、室溫熔鹽。2遷的半導(dǎo)體型超快閃爍晶體的研究具有重要的意義。三研究現(xiàn)狀研究現(xiàn)狀有關(guān)碘化亞銅晶體的應(yīng)用和開發(fā)研究，目前，最大的困難是CuI大單晶的獲得。一方面，溫度高于350℃時(shí)CuI就轉(zhuǎn)化為α相或β相，所以不能用熔融法生長(zhǎng)；另一方面，CuI在水中的溶解度非常小（pKsp=11.96)，也不能

6、用簡(jiǎn)單的溶液法生長(zhǎng)。這些使得CuI的大單晶很難獲得。目前，根據(jù)相關(guān)的文獻(xiàn)報(bào)道的生長(zhǎng)方法主要：氣相沉積法、絡(luò)合解絡(luò)法、助溶劑法、水熱法、循環(huán)蒸發(fā)法。氣相沉淀法生長(zhǎng)[15]是利用氣相的Cu、I凝聚來(lái)生長(zhǎng)晶體。缺點(diǎn)是生長(zhǎng)設(shè)備要求高，晶體的質(zhì)量差，得到的晶體尺寸只有5毫米左右。絡(luò)合解絡(luò)法[16]是利用絡(luò)合離子，增加碘化亞銅在水中的溶解度，再在溶膠凝膠中擴(kuò)散生長(zhǎng)。助溶劑法和水熱法[1719]由于生長(zhǎng)條件不易控制，所得到的晶體尺寸也都在毫米級(jí)。而要

7、進(jìn)行性能的表征，晶體的尺寸一般要達(dá)到厘米級(jí)。顧牡[20]等以乙腈為生長(zhǎng)體系，采用溶液法，生長(zhǎng)出尺寸為2mm的碘化亞銅單晶。與之不同的是，潘建國(guó)[21]等在更高的溫度下生長(zhǎng)碘化亞銅，并輔以惰性氣體保護(hù)，加入還原劑等條件，從而有效避免低溫下析出配合物。該方法的缺點(diǎn)在于以乙腈為溶劑體系，其毒性不但危害人體，而且造成環(huán)境污染。這幾種方法生長(zhǎng)的晶體尺寸均達(dá)不到閃爍性能測(cè)試要求，完整的發(fā)光機(jī)理、物化性能都無(wú)法獲得。如今離子液體已被廣泛用作合成無(wú)機(jī)納

8、米材料的溶劑[2225]，但目前鮮有文獻(xiàn)報(bào)道無(wú)機(jī)鹽在離子液體中的溶解度。房大維[26]等報(bào)道了LiBr在離子液體EMISE(硫酸乙酯1甲基3乙基咪唑)中的溶解度，得到了溶解度和溫度T的經(jīng)驗(yàn)公式。實(shí)驗(yàn)表明，離子液體EMISE屬于中等極性溶劑，LiBr卻仍可溶于EMISE且其溶解度隨溫度的升高而增加。劉麗紅[27]等添加離子液體[PrMIm]Br和[BuMIm]Br，可以有效減緩CuI晶體過(guò)快的生長(zhǎng)速率，使晶體結(jié)構(gòu)更加規(guī)整?；诖?，選用鹵化