钨酸铅(PWO)晶体由于其自身特点：高密度、短辐射长度和Moliere半径、快的闪烁衰减时间及较强的抗辐照损伤能力，成为欧洲核子中心（CERN）建设的大型强子对撞机(LHC)中电磁量能器用的首选材料，PWO晶体在高能物理领域、核医学领域等有着广泛的应用，从而PWO晶体作为一种闪烁材料成为近年来国内外研究的热点。 

 

以PWO晶体为研究对象，开展了PWO晶体的生长、退火、离子扩散改性、PWO微晶的合成及光学性能等方面探索性工作，其中主要内容包括以下几个方面： 

1.采用下降法(Bridgman)、垂直梯度凝固法(VGF)生长了PWO及(F^-,Y³⁺):PWO晶体，通过优化生长工艺，得到透明、无宏观缺陷PWO晶体。生长的PWO晶体为纯的四方相白钨矿型晶体，PWO单晶在350nm有较强吸收，但随着F^-、Y³⁺的掺入，减少了在350nm处的本征吸收，PWO:(F,Y)晶体荧光强度得到明显提高，且发光主峰向短波移动了10-20nm，PWO在1000ns积分时间内光产额为32pe/MeV，衰减时间为4.2ns，VGF、Bridgman法生长(F^-,Y³⁺):PWO晶体在1000ns积分时间内光产额分别为50pe/MeV、65pe/MeV，衰减时间分别为：7ns、5ns。 

 

2. Ce³⁺、Eu³⁺离子扩散PWO晶体减少了在350nm处的本征吸收，但Cr³⁺扩散PWO在420nm处产生了一个强吸收带；随着进入PWO离子浓度的增大，Ce³⁺、Cr³⁺扩散PWO晶体荧光强度逐渐减小，且Ce³⁺扩散PWO有红移现象,但Eu³⁺离子扩散PWO荧光强度逐渐增强。Ce³⁺、Eu³⁺、Cr³⁺离子扩散PWO晶体在1000ns积分时间内光产额分别为：36pe/MeV、46pe/MeV、10pe/MeV。发光衰减时间分别为：4.7ns、6.5ns、4.0ns。 

 

3.不同气氛退火可改善350nm处PWO晶体的本征吸收,但富氧环境下退火PWO在420nm处有较强吸收;O₂、N₂退火PWO产生红移现象，C粉退火PWO荧光强度得到明显改善，但黄绿光成分有所增加。O₂、N₂、C粉不同气氛退火PWO晶体在1000ns积分时间内光产额分别为：10p.e/MeV、25p.e/MeV、38p.e/MeV，衰减时间分别为5.2ns、4.5ns、4.4ns。

 

 4.共沉淀法合成PWO微晶结晶良好，随着加入PEG-400量的增加，由塔状变成梭子状，在蓝、绿光范围内具有较宽的发射谱带，但发光强度低于纯PWO微晶。 超声辅助法合成(Ce³⁺、Cl^-):PWO微晶结晶良好，随着Ce³⁺、Cl^-离子浓度的增加，PWO微晶由块状向带状转变，(Ce³⁺,Cl^-):PWO微晶荧光光谱强度逐渐减弱。