基于宏孔硅的X射线闪烁屏性能研究
发布时间：2021-04-25 04:43
传统的薄膜晶柱状X射线闪烁屏存在光串扰的问题,导致其分辨率不高,虽然降低其厚度可以提高分辨率,但同时也降低了其探测效率。而基于宏孔硅的X射线闪烁屏不仅能解决光串扰的问题,还能保证其厚度,进一步提高闪烁性能,目前此类X射线闪烁屏已经成为研究主流,因此本文开展了基于宏孔硅的X射线闪烁屏性能方面的技术研究。通过光刻、ICP刻蚀、硅光电化学腐蚀、整形、氧化等工艺制备出宏孔硅基体,采用真空熔化填充法来实现Cs I（Tl）深孔阵列的填充,对其进行抛光,制备出闪烁屏。观察闪烁屏剖面SEM图,发现闪烁屏填充情况良好,即便填充的Cs I（Tl）闪烁晶柱深度达到200μm,只有填充底部有少量气体。研究了抛光垫材料对闪烁屏的影响,对比研究了正置和倒置两种抛光方法,结果表明正置抛光方法可以提高闪烁屏表面光洁度和通道内晶柱结构完整性。对不同掺Tl+浓度的闪烁屏进行XRD表征,分析闪烁屏的X射线衍射图,发现随着掺Tl+浓度的增加,闪烁屏X射线衍射图的峰位会有所移动。搭建了X射线成像系统,使用相机并增加曝光时间来提高闪烁屏的X射线成像图的亮度,得到了不同掺Tl+浓度闪烁屏的X射线成像图,使用Matlab软件对成像图...
【文章来源】：长春理工大学吉林省
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 选题背景及研究的目的和意义
1.1.1 选题背景
1.1.2 研究目的
1.1.3 研究意义
1.2 CsI（Tl）闪烁屏国内外研究现状
1.2.1 闪烁屏制备方法的研究进展
1.2.2 CsI（Tl）晶体中掺杂物质的研究进展
1.3 论文的主要内容
第2章 CsI（Tl）闪烁屏发光的基础理论
2.1 CsI（Tl）晶体的光转换机理
2.1.1 光电效应
2.1.2 康普顿效应
+发光机理"> 2.2 CsI（Tl）晶体掺Tl+发光机理
2.3 基于宏孔硅的CsI（Tl）闪烁屏工作原理
2.4 本章小结
第3章 基于宏孔硅的X射线闪烁屏制备工艺研究
3.1 宏孔硅基体制备技术研究
3.1.1 诱导坑制备工艺
3.1.2 宏孔硅阵列光电化学腐蚀
3.1.3 宏孔硅基体后整形工序
3.2 宏孔硅基体CsI（Tl）填充技术研究
3.3 闪烁屏抛光技术研究
3.3.1 聚氨酯倒置抛光技术研究
3.3.2 合成革倒置抛光技术研究
3.3.3 鹿皮正置抛光技术研究
3.4 本章小结
+浓度与发光性能关系">第4章 基于宏孔硅的X射线闪烁屏掺Tl+浓度与发光性能关系
+浓度闪烁屏制备"> 4.1 不同掺Tl+浓度闪烁屏制备
4.2 闪烁屏X射线衍射分析
+浓度对闪烁屏X射线成像亮度的影响"> 4.3 Tl+浓度对闪烁屏X射线成像亮度的影响
4.4 闪烁屏X射线激发发射光谱分析
4.5 本章小结
第5章 基于宏孔硅的X射线闪烁屏厚度与闪烁性能关系
5.1 不同厚度闪烁屏制备
5.2 闪烁屏X射线成像亮度分析
5.2.1 厚180μm闪烁屏X射线成像亮度分析
5.2.2 厚230μm闪烁屏X射线成像亮度分析
5.2.3 厚310μm闪烁屏X射线成像亮度分析
5.3 本章小结
第6章 结论与展望
6.1 结论及创新点
6.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间取得的成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]碘化铯晶体的水解抛光实验研究[J]. 殷际东,吕玉山,刘新伟,李伟凡,李雨菲,赵国伟. 沈阳理工大学学报. 2017(03)
[2]大面积高分辨率CsI（Tl）X射线转换屏实验研究[J]. 廖华,胡昕,杨勤劳,王光超,王云程,阔晓梅. 深圳大学学报(理工版). 2014(02)
[3]TMAH溶液中的（110）硅各向异性湿法腐蚀及其在不同添加剂下的腐蚀特性研究[J]. 陈骄,董培涛,邸荻,吴学忠. 传感技术学报. 2011(02)
[4]光助电化学刻蚀法制作大面积高深宽比硅深槽[J]. 赵志刚,牛憨笨,雷耀虎,郭金川. 纳米技术与精密工程. 2010(06)
[5]电化学方法制备Si阵列微孔的工艺研究[J]. 薛智浩,孙友梅,常海龙,刘杰,侯明东,姚会军,莫丹,陈艳峰. 原子核物理评论. 2008(03)
[6]CsI:Na（CsI:Tl）荧光透过率和对X射线的转换因子[J]. 徐向晏,牛憨笨. 计算物理. 2002(03)
[7]晶柱粘连对CsI∶Na转换屏分辨特性的影响[J]. 郭金川,牛憨笨,周彬. 光子学报. 2001(10)
[8]可见光在CsI:Na转换屏中传输的模拟研究[J]. 郭金川,牛憨笨,周彬. 光子学报. 2001(07)
[9]非真空气氛下生长的CsI（Tl）晶体中Tl+分布及其对晶体性能的影响[J]. 刘光煜,沈定中,倪海洪,樊加荣. 人工晶体学报. 1997(Z1)
[10]CsI（Tl）晶体发光均匀性的研究[J]. 邓群,沈定中,殷之文. 无机材料学报. 1997(01)
博士论文
[1]基于硅基SU-8光波导的微环谐振器及光电探测器研究[D]. 金里.浙江大学 2015
硕士论文
[1]硅基微结构制作及其在X射线探测器研制中的应用研究[D]. 肖飞虎.深圳大学 2017
[2]CsI:Tl光转换机理及余辉特性的研究[D]. 陈静.电子科技大学 2015
本文编号：3158725
【文章来源】：长春理工大学吉林省
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 选题背景及研究的目的和意义
1.1.1 选题背景
1.1.2 研究目的
1.1.3 研究意义
1.2 CsI（Tl）闪烁屏国内外研究现状
1.2.1 闪烁屏制备方法的研究进展
1.2.2 CsI（Tl）晶体中掺杂物质的研究进展
1.3 论文的主要内容
第2章 CsI（Tl）闪烁屏发光的基础理论
2.1 CsI（Tl）晶体的光转换机理
2.1.1 光电效应
2.1.2 康普顿效应
+发光机理"> 2.2 CsI（Tl）晶体掺Tl+发光机理
2.3 基于宏孔硅的CsI（Tl）闪烁屏工作原理
2.4 本章小结
第3章 基于宏孔硅的X射线闪烁屏制备工艺研究
3.1 宏孔硅基体制备技术研究
3.1.1 诱导坑制备工艺
3.1.2 宏孔硅阵列光电化学腐蚀
3.1.3 宏孔硅基体后整形工序
3.2 宏孔硅基体CsI（Tl）填充技术研究
3.3 闪烁屏抛光技术研究
3.3.1 聚氨酯倒置抛光技术研究
3.3.2 合成革倒置抛光技术研究
3.3.3 鹿皮正置抛光技术研究
3.4 本章小结
+浓度与发光性能关系">第4章 基于宏孔硅的X射线闪烁屏掺Tl+浓度与发光性能关系
+浓度闪烁屏制备"> 4.1 不同掺Tl+浓度闪烁屏制备
4.2 闪烁屏X射线衍射分析
+浓度对闪烁屏X射线成像亮度的影响"> 4.3 Tl+浓度对闪烁屏X射线成像亮度的影响
4.4 闪烁屏X射线激发发射光谱分析
4.5 本章小结
第5章 基于宏孔硅的X射线闪烁屏厚度与闪烁性能关系
5.1 不同厚度闪烁屏制备
5.2 闪烁屏X射线成像亮度分析
5.2.1 厚180μm闪烁屏X射线成像亮度分析
5.2.2 厚230μm闪烁屏X射线成像亮度分析
5.2.3 厚310μm闪烁屏X射线成像亮度分析
5.3 本章小结
第6章 结论与展望
6.1 结论及创新点
6.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间取得的成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]碘化铯晶体的水解抛光实验研究[J]. 殷际东,吕玉山,刘新伟,李伟凡,李雨菲,赵国伟. 沈阳理工大学学报. 2017(03)
[2]大面积高分辨率CsI（Tl）X射线转换屏实验研究[J]. 廖华,胡昕,杨勤劳,王光超,王云程,阔晓梅. 深圳大学学报(理工版). 2014(02)
[3]TMAH溶液中的（110）硅各向异性湿法腐蚀及其在不同添加剂下的腐蚀特性研究[J]. 陈骄,董培涛,邸荻,吴学忠. 传感技术学报. 2011(02)
[4]光助电化学刻蚀法制作大面积高深宽比硅深槽[J]. 赵志刚,牛憨笨,雷耀虎,郭金川. 纳米技术与精密工程. 2010(06)
[5]电化学方法制备Si阵列微孔的工艺研究[J]. 薛智浩,孙友梅,常海龙,刘杰,侯明东,姚会军,莫丹,陈艳峰. 原子核物理评论. 2008(03)
[6]CsI:Na（CsI:Tl）荧光透过率和对X射线的转换因子[J]. 徐向晏,牛憨笨. 计算物理. 2002(03)
[7]晶柱粘连对CsI∶Na转换屏分辨特性的影响[J]. 郭金川,牛憨笨,周彬. 光子学报. 2001(10)
[8]可见光在CsI:Na转换屏中传输的模拟研究[J]. 郭金川,牛憨笨,周彬. 光子学报. 2001(07)
[9]非真空气氛下生长的CsI（Tl）晶体中Tl+分布及其对晶体性能的影响[J]. 刘光煜,沈定中,倪海洪,樊加荣. 人工晶体学报. 1997(Z1)
[10]CsI（Tl）晶体发光均匀性的研究[J]. 邓群,沈定中,殷之文. 无机材料学报. 1997(01)
博士论文
[1]基于硅基SU-8光波导的微环谐振器及光电探测器研究[D]. 金里.浙江大学 2015
硕士论文
[1]硅基微结构制作及其在X射线探测器研制中的应用研究[D]. 肖飞虎.深圳大学 2017
[2]CsI:Tl光转换机理及余辉特性的研究[D]. 陈静.电子科技大学 2015
本文编号：3158725
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