“辐射探测晶体”专题编者按

《人工晶体学报》“辐射探测晶体”专题经过编委会的反复酝酿和精心筹划，在广大科研人员和编辑部同志的共同努力下，终于与大家见面了。本期专题汇集了国内从事辐射探测晶体研究的主要单位和团队的最新研究成果，涵盖了氧化物、卤化物、半导体、闪烁陶瓷和有机闪烁晶体的制备技术和性能研究，既有高屋建瓴的综述文章，也有深入细致的专题论文，还有最新的应用简报，代表了我国辐射探测材料的最新研究动态，展现出辐射探测材料服务国家战略需求、不断推陈出新的繁荣景象。该专题的出版，必将有助于增强晶体界同仁之间的交流与合作，推动该领域的原始创新、关键技术壁垒的突破和相关产业的发展。

在高度发达的信息社会，通过探测器来获取信息已成为人类观测外部物质世界不可或缺的技术手段。如果说辐射探测器是人类感觉器官的延伸，那么辐射探测材料就是辐射探测器的灵魂。从1895年伦琴发现X射线、1896年贝克勒尔发现β射线，到2013年希格斯玻色子的发现，辐射探测材料一直伴随着现代物理科学的发展，为人类探索和认识物质世界发挥着举足轻重的作用。与此同时，探测材料本身也在核科学技术的带动下获得了长足发展。一个世纪以来，人类发现了大量的闪烁晶体，碱金属卤化物、钨酸盐和稀土氧化物等无机闪烁晶体相继得到开发，特别是1948年美国物理学家Robert Hofstadter发现的NaI(Tl) 晶体、1973年美国M.J. Weber和R.R. Monchamp报道的BGO晶体和1990年美国Melcher发现的LSO∶Ce晶体均具有十分优良的闪烁性能，被广泛应用于核物理、核医学、天体物理、工业无损检测、国土安全检查和资源勘探等领域。如今，科研人员又在不断探索密度更高、响应更快、能量分辨率更好以及可以同时对中子伽马进行甄别的新型辐射探测材料，如半导体、闪烁陶瓷、共晶闪烁体和有机闪烁体等。

相比于闪烁探测器在探测核辐射时需经过射线-可见光-载流子的两步转换，半导体材料可直接将产生的光生电荷转换为可测量的电信号，从而捕获入射射线的特征能量和强度信息，探测器结构更加简单，在轻量、便携以及高性能要求的场合更具优势。来自西北工业大学于晖、介万奇等的“CdZnTe伽马射线探测器的能谱特性分析”详细研究CdZnTe探测器能量分辨率的影响因素，获得了最优化设计。基于碲锌镉(CZT)半导体的室温核辐射探测器因具有高的探测效率和能量分辨率已经在我国“实践十号”返回式卫星、空间科学先导专项XTP卫星以及高能所在研的GECAM卫星的伽马射线探测器中得到实际应用。2013年以来出现的钙钛矿半导体以及通过组分设计衍生出的有机无机杂化钙钛矿和全无机钙钛矿等系列新型半导体材料具有对高能射线吸收能力强、载流子寿命长、室温电阻率高、能量分辨率好以及缺陷容忍性强等特性，因而很快进入人们的视野并迅速成为辐射探测材料的研究热点，受到辐射探测材料与器件应用行业的高度重视。

除了单晶闪烁体，闪烁陶瓷的性能优势目前受到越来越多人士的关注。由于陶瓷的烧结温度低、可实现高浓度和高均匀性掺杂，且能够制备非一致熔融化合物，相对于单晶材料还具有成本低的优势。国内外先后合成出一系列基于石榴石结构的闪烁陶瓷——LuAG、LuYAG、GYGAG和GAGG等，一些闪烁陶瓷的性能已经可与同组分的单晶相媲美。宁波大学孙志刚、吕滨、陈红兵等的“ (Gd,Lu)3Al5O12∶Tb3+,Eu3+透明陶瓷制备与发光性能”采用真空烧结法制备了透明的闪烁陶瓷。当然，由于烧结助剂的引入和多晶晶界的存在，缺陷对闪烁陶瓷性能的影响机理和烧结工艺等许多问题尚待进一步研究。此外，共晶闪烁体也是一个很有价值的研究课题，它通过两种具有亚微米尺寸的闪烁体晶相与基质晶相的有序生长和它们在折射率上的差异，使闪烁体晶相发出的荧光被侧面的材料反射，促使亚微米闪烁晶体所产生的闪烁光沿着晶体生长方向定向传播，从而大幅度提高探测器的空间分辨率，有望被应用于高分辨成像射线探测器中。中山大学刘芳、钟玖平等的“GdAlO3∶Tb3+-Al2O3有序共晶生长及其微结构研究”，江西理工大学邹征刚、温和瑞，中山大学钟玖平等的“Ce3+∶GdLu2Al5O12/Al2O3共晶微结构及其发光性能”，通过微下拉法成功生长出GdAlO3∶Tb3+-Al2O3和Ce∶GdLuAG-Al2O3有序共晶，发现闪烁晶体的发光强度与坩埚的移动速度有关。

继有机闪烁晶体萘和蔥之后，基于三联苯的有机闪烁材料具有不吸湿、不会遭受表面变质、响应速度快和良好的闪烁效率等优点而在中子探测、粒子甄别、核能谱和放射线检测方面具有广阔的应用前景。北京工业大学许文斌,中材人工晶体研究院有限公司陈建荣等的“对三联苯有机晶体的生长及性能”利用坩埚下降法成功地从熔体中生长出了高质量的对三联苯单晶体，开辟了一个全新的工艺路线。

总之，辐射探测材料目前呈现出百花争艳的繁荣景象。来自中国科学院上海硅酸盐研究所、中国科学院光学精密机械研究所、中国科学院高能物理所等研究院所，西北工业大学、宁波大学、上海应用技术大学、中山大学、苏州大学、山东大学、中国计量大学、上海大学、江西理工大学等众多高校，中国电子科技集团公司第二十六研究所、北京玻璃研究院有限公司、中材人工晶体研究院有限公司、上海新漫晶体材料科技有限公司、北京滨松光子技术股份有限公司、陕西迪泰克新材料有限公司等企业代表性研究团队的最新成果报道将不负众多读者的期望。

祝愿业内同行不负韶华，砥砺前行，开发出一批综合性能优良、生产成本低廉、集材料制备与器件加工为一体的新型辐射探测材料，为高精密辐射探测技术发展和产业应用提供坚实的材料支撑。