Die Röntgenbildgebungstechnologie findet wichtige Anwendungen in der Nuklearmedizin, der zerstörungsfreien Industrieprüfung und der Sicherheit. Hochleistungs-Szintillatoren sind das Kernmaterial zur Erfassung und Bildgebung mittels Röntgenstrahlen. Die Entwicklung neuer Szintillatorkristalle mit hoher Absorptionseffizienz, hohem Lichtertrag, schneller Abklingzeit und niedriger Nachweisgrenze ist eine Schlüsselforderung zur Verbesserung der Bildqualität und zur Reduzierung der Strahlendosis. In dieser Arbeit wurde erfolgreich eine Serie von Cs3Lu2Cl9-Kristallen mit unterschiedlichen Ce3+-Dotierungen mittels Bridgman-Abstiegsmethode hergestellt und ihre photolumineszenten und Szintillations-Eigenschaften systematisch untersucht. Die undotierten Kristalle zeigen eine intrinsische Breitbandemission, die von selbstgefangenen Exzitonen (STE) stammt; nach Ce3+-Dotierung ist die Röntgenangeregte Lumineszenzintensität deutlich erhöht. Der Cs3Lu2Cl9:5%Ce-Kristall zeigt die besten Szintillationseigenschaften: Der Emissionspeak liegt bei 425 nm, der stationäre Lichtertrag beträgt 20.700 Photonen/MeV, etwa 7-mal höher als bei undotierten Kristallen, die Szintillationsabklingzeit beträgt 36,5 ns, mit einer niedrigen Nachweisgrenze von 152 nGy_air/s und einer hohen räumlichen Auflösung von 14,5 lp/mm. Diese Arbeit offenbart den Mechanismus, wie Ce3+ in Cs3Lu2Cl9 durch Unterdrückung nichtstrahlender Rekombination und synergetische Energieübertragung die STE-Luminanzeffizienz steigert und bestätigt das Potenzial von Cs3Lu2Cl9:5%Ce als leistungsstarken, schnell ansprechenden Röntgen-Szintillator für niederdosige, hochauflösende Bildgebung.

Szintillatorkristalle;Bridgman-Methode;Cs3Lu2Cl9;Ce3+-Dotierung;Röntgenbildgebung