X射線成像探測用微米級(jí)CsI:Tl薄膜閃爍屏的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及閃爍屏領(lǐng)域，特別涉及一種具有良好光學(xué)性能的X射線成像探測用微米級(jí)摻鉈碘化銫(Cs1: T1)薄膜閃爍屏的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著光電子顯示技術(shù)及計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，尤其平板顯示技術(shù)及CCD器件的成熟，數(shù)字X射線成像(DR)技術(shù)隨之得到快速發(fā)展并以其成像質(zhì)量高、對輻射劑量要求低以及數(shù)據(jù)化存儲(chǔ)圖像方面的優(yōu)勢成為了 X射線成像領(lǐng)域的發(fā)展趨勢。DR技術(shù)在醫(yī)學(xué)、安檢、工業(yè)檢測及科研等領(lǐng)域都有著極大的應(yīng)用前景，并在國內(nèi)擁有巨大的市場前景。數(shù)字X射線成像探測系統(tǒng)根據(jù)X射線閃爍屛與入射的X射線相互作用方式的不同分為直接探測系統(tǒng)和間接探測系統(tǒng)，直接探測系統(tǒng)可將X射線直接轉(zhuǎn)換為電荷信號(hào)；間接探測系統(tǒng)則利用閃爍屏將入射的X射線轉(zhuǎn)換為可見光信號(hào)，再由光電探測器件轉(zhuǎn)換為電荷信號(hào)。相較于直接探測系統(tǒng)對射線計(jì)量的要求，間接探測系統(tǒng)不僅對射線計(jì)量的要求不高還可以有效利用現(xiàn)已成熟的光電轉(zhuǎn)換器件。間接探測系統(tǒng)主要由閃爍屏和光電探測器件組成，這類探測系統(tǒng)的研究是目前射線探測領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，如中國專利CN00135759.X0“用于CT的二維X射線探測器陣列”、中國專利CN200910086628.7“基于高靈敏線陣列探測器的便攜式X射線探測儀”、中國專利〇似00910060113.乂“仏1(1'1)晶體薄膜直接集成(^0的乂射線陣列探測器”、中國專利CN201010240524.8“一種X射線探測器的制造方法”、中國專利CN201280056214.X“X射線探測裝置”、中國專利CN201310583992.0“X射線探測元件”和中國專利CN201410291013.9“一種X射線探測基板及其制備方法、X射線探測設(shè)備”都是針對間接探測系統(tǒng)的研究。
[0003]作為間接探測系統(tǒng)的關(guān)鍵元件，閃爍屏的性能是決定成像質(zhì)量的關(guān)鍵因素，因此，閃爍屏是間接射線探測領(lǐng)域的研究重點(diǎn)，如中國專利CN97112901.0“基于碘化銫的閃爍材料及其制備方法”、中國專利CN200910060112.5 “摻鉈碘化銫(Csl: T1)薄膜的一種制備方法”、中國專利C N2 01010 2 0 3 410.8 “鈰離子激活的X射線探測用閃爍發(fā)光材料及其制備方法”、中國專利CN201110442455.5 “微柱結(jié)構(gòu)Cs I (T1) X射線閃爍轉(zhuǎn)換屏的制備方法及其應(yīng)用”、中國專利CN201310191231.0 “Ce3+激活的X射線探測用發(fā)光材料及制備方法”和中國專利CN201410703108.7“一種二價(jià)銪離子激活的X射線探測用閃爍發(fā)光材料及其制備方法”。摻鉈碘化銫(Csl:T1)是研究及應(yīng)用都較成熟的一種制備閃爍屏的無機(jī)閃爍材料，具有良好的光轉(zhuǎn)換效率及空間分辨率的Cs1:Tl閃爍屏是閃爍成像探測器高成像質(zhì)量的保障。
[0004]隨著X射線閃爍成像探測器的集成化和便攜化，Csl:T1閃爍屏也趨于薄膜化，因此，研究具有良好連續(xù)性且光學(xué)性能的Csl:T1薄膜閃爍屏的制備工藝對實(shí)現(xiàn)X射線閃爍成像探測器的集成化和便攜化具有很重要的意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是針對上述情況，提供一種連續(xù)致密且光學(xué)性能良好的X射線成像探測用微米級(jí)Cs1:Tl薄膜閃爍屏的制備方法。本發(fā)明技術(shù)方案如下:
[0006]—種X射線成像探測用微米級(jí)Csl:T1薄膜閃爍屏的制備方法，采用真空熱蒸鍍工藝制備微米級(jí)Cs1:Tl薄膜閃爍屏，包括以下步驟:
[0007](a)清洗襯底，洗凈后置于熱風(fēng)循環(huán)干燥箱內(nèi)烘干備用；
[0008](b)利用真空熱蒸鍍工藝在光學(xué)玻璃襯底上制備具有連續(xù)致密微晶柱結(jié)構(gòu)的微米級(jí)Csl:T1薄膜閃爍屏:將洗凈備用的光學(xué)玻璃襯底固定在離蒸發(fā)源10?15cm處的工件盤上，待真空室的真空度抽至3 X 10—4Pa時(shí)充入氬氣，調(diào)整氬氣的流速使真空度維持在6.0 X10一4Pa?9.0X 10—4Pa范圍內(nèi)，工件盤以30?35r/m的轉(zhuǎn)速勻速旋轉(zhuǎn)，利用電阻絲加熱襯底并使溫度維持在95?105°C，然后打開蒸發(fā)電源制備薄膜閃爍屛，并用膜厚監(jiān)控儀實(shí)時(shí)監(jiān)控薄膜厚度，先將蒸發(fā)電流調(diào)至110?120mA，待Csl:T1薄膜生長至300?350nm厚時(shí)，再將蒸發(fā)電流調(diào)至90?95mA，直至薄膜閃爍屛的厚度在6?10微米后，關(guān)閉電阻絲和蒸發(fā)源的電源；
[0009](c)薄膜閃爍屏制備完成后在氬氣環(huán)境中靜置10?12小時(shí)，再取出存儲(chǔ)在熱風(fēng)循環(huán)干燥箱內(nèi)。
[0010]作為優(yōu)選方式，步驟(a)中利用超聲波清洗器清洗襯底。
[0011 ]作為優(yōu)選方式，步驟(a)中使用NaOH溶液、無水乙醇、去離子水作為清洗液清洗襯底。
[0012]作為優(yōu)選方式，步驟(a)中所述熱風(fēng)循環(huán)干燥箱的溫度為50°C。
[0013]作為優(yōu)選方式，步驟(a)中所述熱風(fēng)循環(huán)干燥箱的鼓風(fēng)功率為370W，利用鼓風(fēng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)箱內(nèi)氮?dú)庋h(huán)形成穩(wěn)定的氮?dú)猸h(huán)境。
[0014]作為優(yōu)選方式，步驟(b)中蒸發(fā)源采用鉬舟。
[0015]作為優(yōu)選方式，制備Csl:T1薄膜的原料選取純度99.99 %、T1含量約為1.0mol %的Cs1:Tl塊材切片。
[0016]迄今為止，對具有良好成像效果的Cs1:Tl薄膜閃爍屏的研究中，閃爍屏厚度都在幾百微米甚至幾千微米的厚度，還沒有幾個(gè)微米厚度的Csl:T1薄膜閃爍屏可呈現(xiàn)良好成像效果的研究先例。
[0017]本發(fā)明制備工藝簡單、費(fèi)用低廉，制備的薄膜樣品連續(xù)致密、與襯底的附著性好且成像質(zhì)量良好，不僅可以克服傳統(tǒng)的閃爍塊材體積大、空間分辨率低的缺陷，還為閃爍成像探測器的集成化提供了一種有效手段。
【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明的工藝流程圖；
[0019]圖2為微米級(jí)Csl:T1薄膜閃爍屏的表面及側(cè)面結(jié)構(gòu)SEM圖；
[0020]圖3為實(shí)物圖及微米級(jí)Cs1:Tl薄膜閃爍屏對實(shí)物的成像結(jié)果。
【具體實(shí)施方式】
[0021]以下通過特定的具體實(shí)例說明本發(fā)明的實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)與功效。本發(fā)明還可以通過另外不同的【具體實(shí)施方式】加以實(shí)施或應(yīng)用，本說明書中的各項(xiàng)細(xì)節(jié)也可以基于不同觀點(diǎn)與應(yīng)用，在沒有背離本發(fā)明的精神下進(jìn)行各種修飾或改變。
[0022]本發(fā)明是是提供一種用于X射線成像探測技術(shù)的微米級(jí)Csl:T1薄膜閃爍屏，利用真空熱蒸鍍方式制備閃爍屏，實(shí)現(xiàn)連續(xù)致密、光學(xué)性能良好的微米級(jí)Cs 1: T1薄膜閃爍屏的制備。
[0023]實(shí)施例
[0024]如圖1所示，一種X射線成像探測用微米級(jí)Csl:T1