Preparation and Research Progress of Glass Scintillators for X-ray Imaging

XIAO Xiao; ZHANG Dandan; XIA Mengling; QIAN Sen; REN Jing; XU Yinsheng

doi:10.37188/CJL.20250015

您当前的位置：

首页 >

文章列表页 >

Preparation and Research Progress of Glass Scintillators for X-ray Imaging

Invited Paper | 更新时间：2026-01-27

- Preparation and Research Progress of Glass Scintillators for X-ray Imaging
  增强出版
- Chinese Journal of Luminescence Vol. 46, Issue 6, Pages: 995-1013(2025)
- 作者机构：
  
  1.硅酸盐科学与先进建材全国重点实验室（武汉理工大学），湖北武汉 430070
  2.中国科学院高能物理研究所实验物理中心，北京 100049
  3.哈尔滨工程大学物理与光电工程学院，黑龙江哈尔滨 150001
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  National Natural Science Foundation of China(U2241236;U2330115;62275206)
- DOI：10.37188/CJL.20250015
  CLC： O482.31;TL816⁺.1
- CSTR：32170.14.CJL.20250015
- Received：16 January 2025，
  
  Revised：2025-02-14，
  
  Published：25 June 2025
- 稿件说明：
移动端阅览
肖晓,张丹丹,夏梦玲等.X射线成像用玻璃闪烁体制备与研究进展[J].发光学报,2025,46(06):995-1013.

XIAO Xiao,ZHANG Dandan,XIA Mengling,et al.Preparation and Research Progress of Glass Scintillators for X-ray Imaging[J].Chinese Journal of Luminescence,2025,46(06):995-1013.
肖晓,张丹丹,夏梦玲等.X射线成像用玻璃闪烁体制备与研究进展[J].发光学报,2025,46(06):995-1013. DOI： 10.37188/CJL.20250015. CSTR： 32170.14.CJL.20250015.

XIAO Xiao,ZHANG Dandan,XIA Mengling,et al.Preparation and Research Progress of Glass Scintillators for X-ray Imaging[J].Chinese Journal of Luminescence,2025,46(06):995-1013. DOI： 10.37188/CJL.20250015. CSTR： 32170.14.CJL.20250015.

摘要

闪烁体在高能物理精密探测、核物理研究、医学诊断、工业探伤以及国防安全监控等领域有着巨大的应用潜力。然而，传统的闪烁单晶材料制备工艺复杂、成本较高，且体积尺寸有限，难以实现大规模制备。近年来，玻璃闪烁体以其工艺的高度成熟、成本低廉、高效发光，以及出色的可塑性脱颖而出。本文详细阐述了玻璃闪烁体的发光机理，并列举了评估其闪烁性能的关键参数。根据其组分和结构特点主要分为氧化物玻璃闪烁体、卤化物玻璃闪烁体、微/纳米晶复合玻璃闪烁体。重点综述了X射线用玻璃闪烁体的最新研究成果与发展态势，并对高密度玻璃闪烁体进行了总结，最后对X射线用玻璃闪烁体的未来发展趋势进行了总结和展望。

Abstract

Scintillators have numerous applications in the fields of precision detection of high-energy physics， nuclear physics research， medical diagnosis， industrial flaw detection， and national defense security monitoring. However， traditional single crystal scintillators are difficult to realize large-scale preparation due to their complex processes， high costs， and limited volume size. In recent years， glass scintillators have stood out due to their highly mature production processes， low costs， good efficient luminescence， and excellent plasticity. This paper elaborates on the luminescence mechanism of glass scintillators and enumerates key parameters for evaluating their scintillation performance. Based on their components and structural characteristics， glass scintillators are mainly classified into oxide glass scintillators， halide glass scintillators， and micro/nano-crystalline composite glass scintillators. This review focuses on the overview of the latest research results and development trend of glass scintillator for X-ray， and summarizes the high-density glass scintillator. Finally， the future development trend of glass scintillator for X-ray is summarized and outlooked.

关键词

Keywords

references

CHEN Q S ， WU J ， OU X Y ， et al . All-inorganic perovskite nanocrystal scintillators ［J］. Nature ， 2018 ， 561 （ 7721 ）： 88 - 93 . doi: 10.1038/s41586-018-0451-1 http://dx.doi.org/10.1038/s41586-018-0451-1

KIM Y C ， KIM K H ， SON D Y ， et al . Printable organometallic perovskite enables large-area， low-dose X-ray imaging ［J］. Nature ， 2017 ， 550 （ 7674 ）： 87 - 91 . doi: 10.1038/nature24032 http://dx.doi.org/10.1038/nature24032

KIM S K ， KIM H J ， KIM Y D . Scintillator-based detectors for dark matter searches I ［J］. New J. Phys. ， 2010 ， 12 （ 7 ）： 075003 . doi: 10.1088/1367-2630/12/7/075003 http://dx.doi.org/10.1088/1367-2630/12/7/075003

YAN F ， TAN S T ， LI X ， et al . Light generation in lead halide perovskite nanocrystals： LEDs， color converters， lasers， and other applications ［J］. Small ， 2019 ， 15 （ 47 ）： 1902079 . doi: 10.1002/smll.201902079 http://dx.doi.org/10.1002/smll.201902079

ZHONG X Y ， WANG X W ， ZHAN G T ， et al . NaCeF 4 ∶Gd， Tb scintillator as an X-ray responsive photosensitizer for multimodal imaging-guided synchronous radio/radiodynamic therapy ［J］. Nano Lett. ， 2019 ， 19 （ 11 ）： 8234 - 8244 . doi: 10.1021/acs.nanolett.9b03682 http://dx.doi.org/10.1021/acs.nanolett.9b03682

XU L J ， LIN X S ， HE Q Q ， et al . Highly efficient eco-friendly X-ray scintillators based on an organic manganese halide ［J］. Nat. Commun. ， 2020 ， 11 （ 1 ）： 4329 . doi: 10.1038/s41467-020-18119-y http://dx.doi.org/10.1038/s41467-020-18119-y

PAN W C ， WU H D ， LUO J J ， et al . Cs 2 AgBiBr 6 single-crystal X-ray detectors with a low detection limit ［J］. Nat. Photonics ， 2017 ， 11 （ 11 ）： 726 - 732 . doi: 10.1038/s41566-017-0012-4 http://dx.doi.org/10.1038/s41566-017-0012-4

ZHU W J ， MA W B ， SU Y R ， et al . Low-dose real-time X-ray imaging with nontoxic double perovskite scintillators ［J］. Light Sci. Appl. ， 2020 ， 9 （ 1 ）： 112 . doi: 10.1038/s41377-020-00353-0 http://dx.doi.org/10.1038/s41377-020-00353-0

ZHANG H ， YANG Z ， ZHOU M ， et al . Reproducible X-ray imaging with a perovskite nanocrystal scintillator embedded in a transparent amorphous network structure ［J］. Adv. Mater. ， 2021 ， 33 （ 40 ）： 2102529 . doi: 10.1002/adma.202102529 http://dx.doi.org/10.1002/adma.202102529

ROQUES-CARMES C ， RIVERA N ， GHORASHI A ， et al . A framework for scintillation in nanophotonics ［J］. Science ， 2022 ， 375 （ 6583 ）： eabm9293 . doi: 10.1126/science.abm9293 http://dx.doi.org/10.1126/science.abm9293

OU X Y ， QIN X ， HUANG B L ， et al . High-resolution X-ray luminescence extension imaging ［J］. Nature ， 2021 ， 590 （ 7846 ）： 410 - 415 . doi: 10.1038/s41586-021-03251-6 http://dx.doi.org/10.1038/s41586-021-03251-6

LIU J Q ， ZHAO X D ， XU Y S ， et al . All‐inorganic glass scintillators： scintillation mechanism， materials， and applications ［J］. Laser Photonics Rev. ， 2023 ， 17 （ 7 ）： 2300006 . doi: 10.1002/lpor.202300006 http://dx.doi.org/10.1002/lpor.202300006

AOGAKI S ， ISOGAI S ， KOBAYASHI M ， et al . Measurement of 0.511 MeV γ-rays with a thin long strip of Gd 2 SiO 5 ∶Ce 3+ scintillator ［J］. Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. Sect . A： Accel.， Spec.， Detect. Assoc. Equip.， 2010 ， 614 （ 2 ）： 250 - 259 . doi: 10.1016/j.nima.2009.12.041 http://dx.doi.org/10.1016/j.nima.2009.12.041

KHODYUK I V ， DE HAAS J T M ， DORENBOS P . Nonproportional response between 0.1-100 keV energy by means of highly monochromatic synchrotron X-rays ［J］. IEEE Trans. Nucl. Sci.， 2010 ， 57 （ 3 ）： 1175 - 1181 . doi: 10.1109/tns.2010.2045511 http://dx.doi.org/10.1109/tns.2010.2045511

KANAI T ， SATOH M ， MIURA I . Hot‐pressing method to consolidate Gd 3 （Al， Ga） 5 O 12 ∶Ce garnet scintillator powder for use in an X‐ray CT detector ［J］. Int. J. Appl. Ceram. Technol. ， 2013 ， 10 （ S1 ）： E1 - E10 . doi: 10.1111/j.1744-7402.2012.02799.x http://dx.doi.org/10.1111/j.1744-7402.2012.02799.x

ZHANG Y D ， LI K ， NIU L Y ， et al . Eu 2+ doped cesium alkaline earth chloride nanocrystals in glass for X-ray imaging ［J］. Ceram. Int. ， 2024 ， 50 （ 17 ）： 31673 - 31679 . doi: 10.1016/j.ceramint.2024.05.475 http://dx.doi.org/10.1016/j.ceramint.2024.05.475

LEI L ， XIA H ， LIM C K ， et al . Modulation of surface energy transfer cascade for reversible photoluminescence pH sensing ［J］. Chem. Mater. ， 2019 ， 31 （ 19 ）： 8121 - 8128 . doi: 10.1021/acs.chemmater.9b02857 http://dx.doi.org/10.1021/acs.chemmater.9b02857

JANA A ， CHO S ， PATIL S A ， et al . Perovskite： scintillators， direct detectors， and X-ray imagers ［J］. Mater. Today ， 2022 ， 55 ： 110 - 136 . doi: 10.1016/j.mattod.2022.04.009 http://dx.doi.org/10.1016/j.mattod.2022.04.009

LEI L ， WANG Y B ， KUZMIN A ， et al . Next generation lanthanide doped nanoscintillators and photon converters ［J］. eLight ， 2022 ， 2 （ 1 ）： 17 . doi: 10.1186/s43593-022-00024-0 http://dx.doi.org/10.1186/s43593-022-00024-0

AHMAD F ， WANG X Y ， JIANG Z ， et al . Codoping enhanced radioluminescence of nanoscintillators for X-ray-activated synergistic cancer therapy and prognosis using metabolomics ［J］. ACS Nano ， 2019 ， 13 （ 9 ）： 10419 - 10433 . doi: 10.1021/acsnano.9b04213 http://dx.doi.org/10.1021/acsnano.9b04213

NAKABAYASHI Y ， FUJIMOTO Y ， KOSHIMIZU M ， et al . Photoluminescence and scintillation properties of Ce-doped Al（P O 3 ） 3 - M PO 3 （ M = K， Rb， Cs） glass scintillators for gamma-and X-ray detection ［J］. Opt. Mater. ， 2023 ， 142 ： 114136 . doi: 10.1016/j.optmat.2023.114136 http://dx.doi.org/10.1016/j.optmat.2023.114136

WU T ， HUA Z H ， TANG G ， et al . Enhanced photoluminescence quantum yield of Ce 3+ -doped aluminum-silicate glasses for scintillation application ［J］. J. Am. Ceram. Soc. ， 2023 ， 106 （ 1 ）： 476 - 487 . doi: 10.1111/jace.18761 http://dx.doi.org/10.1111/jace.18761

NAKABAYASHI Y ， FUJIMOTO Y ， KOSHIMIZU M ， et al . Structural， photoluminescence and scintillation properties of Ce-doped Al（PO 3 ） 3 -Sr（PO 3 ） 2 -CsPO 3 inorganic glass scintillators for gamma-and X-ray detection ［J］. J. Lumin. ， 2024 ， 266 ： 120283 . doi: 10.1016/j.jlumin.2023.120283 http://dx.doi.org/10.1016/j.jlumin.2023.120283

STRUEBING C ， BECKERT M B ， NADLER J H ， et al . Optimization of a gadolinium-rich oxyhalide glass scintillator for gamma ray spectroscopy ［J］. J. Am. Ceram. Soc. ， 2018 ， 101 （ 3 ）： 1116 - 1121 . doi: 10.1111/jace.15273 http://dx.doi.org/10.1111/jace.15273

SUI Z X ， FAN C L ， ZHENG X X ， et al . Balancing high density and scintillation light yield in Ce 3+ -doped gadolinium borosilicate glass ［J］. Ceram. Int. ， 2024 ， 50 （ 21 ）： 42625 - 42631 . doi: 10.1016/j.ceramint.2024.08.106 http://dx.doi.org/10.1016/j.ceramint.2024.08.106

CHEWPRADITKUL W ， PATTANABOONMEE N ， YAWAI N ， et al . Luminescence and scintillation properties of Ce 3+ -doped SiO 2 -Al 2 O 3 -BaF 2 -Gd 2 O 3 glasses ［J］. Opt. Mater. ， 2019 ， 98 ： 109468 . doi: 10.1016/j.optmat.2019.109468 http://dx.doi.org/10.1016/j.optmat.2019.109468

SUN X Y ， HUA Z H ， CHEN X ， et al . Tunable valence state and scintillation performance of dense Ce 3+ -doped borosilicate glasses prepared in ambient atmosphere ［J］. J. Mater. Chem. C ， 2024 ， 12 （ 29 ）： 11149 - 11156 . doi: 10.1039/d4tc01552e http://dx.doi.org/10.1039/d4tc01552e

KHRONGCHAIYAPHUM F ， WANTANA N ， KAEWNUAM E ， et al . Novel Tb 3+ doped borophosphate glass scintillator for X-ray imaging ［J］. Radiat. Phys. Chem. ， 2024 ， 223 ： 111851 . doi: 10.1016/j.radphyschem.2024.111851 http://dx.doi.org/10.1016/j.radphyschem.2024.111851

LI L J ， CHEN J Y ， WEN Z X ， et al . X-ray imaging scintillator： Tb 3+ -doped oxyfluoride aluminosilicate glass ［J］. Ceram. Int. ， 2024 ， 50 （ 1 ）： 757 - 763 . doi: 10.1016/j.ceramint.2023.10.156 http://dx.doi.org/10.1016/j.ceramint.2023.10.156

HUANG W J ， CHEN J Y ， LI Y ， et al . Tb 3+ -doped borosilicate glass scintillators for high-resolution X-ray imaging ［J］. Chin. Opt. Lett. ， 2023 ， 21 （ 7 ）： 071601 . doi: 10.3788/col202321.071601 http://dx.doi.org/10.3788/col202321.071601

KAWANO N ， KIMURA H ， HORIMOTO A ， et al . Photoluminescence and scintillation properties of Eu-doped TeO 2 -Al 2 O 3 -BaO glasses ［J］. J. Mater. Sci： Mater. Electron. ， 2019 ， 30 （ 12 ）： 11468 - 11474 . doi: 10.1007/s10854-019-01498-4 http://dx.doi.org/10.1007/s10854-019-01498-4

KAWANO N ， SHINOZAKI K ， KATO T ， et al . Scintillation characteristics of Eu 2 O 3 -doped WO 3 -Al 2 O 3 -TeO 2 glasses ［J］. J. Lumin. ， 2022 ， 249 ： 119003 . doi: 10.1016/j.jlumin.2022.119003 http://dx.doi.org/10.1016/j.jlumin.2022.119003

READE R F . Terbium activated radioluminescent silicate glasses ： US ， 3654172A ［P］. 1972-04-04 .

ZANELLA G ， ZANNONI R ， DALL’IGNA R ， et al . Development of a terbium-lithium glass for slow neutron detection ［J］. Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. Sect . A： Accel.， Spec.， Detect. Assoc. Equip.， 1995 ， 359 （ 3 ）： 547 - 550 . doi: 10.1016/0168-9002(95)00046-1 http://dx.doi.org/10.1016/0168-9002(95)00046-1

WANG L ， LU F M ， WEI R F ， et al . Superior scintillation property of Tb 3+ -doped sodium silicate glass ［J］. Ceram. Int. ， 2022 ， 48 （ 15 ）： 21945 - 21950 . doi: 10.1016/j.ceramint.2022.04.181 http://dx.doi.org/10.1016/j.ceramint.2022.04.181

ZHANG Q ， ZHANG S S ， ZHENG R L ， et al . High-efficiency narrow-band green-emitting Tb-doped fluorosilicate glass for X-ray detectors ［J］. J. Non-Cryst. Solids ， 2023 ， 608 ： 122236 . doi: 10.1016/j.jnoncrysol.2023.122236 http://dx.doi.org/10.1016/j.jnoncrysol.2023.122236

GIAZ A ， HULL G ， FOSSATI V ， et al . Preliminary investigation of scintillator materials properties： SrI 2 ∶Eu， CeBr 3 and GYGAG∶Ce for gamma rays up to 9 MeV ［J］. Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. Sect . A： Accel.， Spec.， Detect. Assoc. Equip.， 2015 ， 804 ： 212 - 220 . doi: 10.1016/j.nima.2015.09.065 http://dx.doi.org/10.1016/j.nima.2015.09.065

AMELINA A ， MIKHLIN A ， BELUS S ， et al . （Gd，Ce） 2 O 3 -Al 2 O 3 -SiO 2 scintillation glass ［J］. J. Non-Cryst. Solids ， 2022 ， 580 ： 121393 . doi: 10.1016/j.jnoncrysol.2021.121393 http://dx.doi.org/10.1016/j.jnoncrysol.2021.121393

CHEWPRADITKUL W ， SHEN Y L ， CHEN D P ， et al . Luminescence of Tb 3+ -doped high silica glass under UV and X-ray excitation ［J］. Opt. Mater. ， 2013 ， 35 （ 3 ）： 426 - 430 . doi: 10.1016/j.optmat.2012.09.012 http://dx.doi.org/10.1016/j.optmat.2012.09.012

GU M ， JIN X J ， HUANG S M ， et al . The effects of GeO 2 adul terant on the luminescence properties of Tb-doped silicate glasses ［J］. Opt. Mater. ， 2010 ， 32 （ 9 ）： 1022 - 1027 . doi: 10.1016/j.optmat.2010.02.024 http://dx.doi.org/10.1016/j.optmat.2010.02.024

ZHANG Y ， DING N ， ZHENG T ， et al . Effects of Ce 3+ sensitizer on the luminescent properties of Tb 3+ -activated silicate oxyfluoride scintillating glass under UV and X-ray excitation ［J］. J. Non-Cryst. Solids ， 2016 ， 441 ： 74 - 78 . doi: 10.1016/j.jnoncrysol.2016.03.021 http://dx.doi.org/10.1016/j.jnoncrysol.2016.03.021

OKPOWE O ， DROZD V ， ARES-MUZIO O ， et al . Additive manufacturing of borosilicate glass via stereolithography ［J］. Ceram. Int. ， 2022 ， 48 （ 9 ）： 12721 - 12728 . doi: 10.1016/j.ceramint.2022.01.141 http://dx.doi.org/10.1016/j.ceramint.2022.01.141

STRUEBING C ， LEE G ， WAGNER B ， et al . Synthesis and luminescence properties of Tb doped LaBGeO 5 and GdBGeO 5 glass scintillators ［J］. J. Alloys Compd. ， 2016 ， 686 ： 9 - 14 . doi: 10.1016/j.jallcom.2016.05.300 http://dx.doi.org/10.1016/j.jallcom.2016.05.300

DZIEWANOWSKA J ， KARCZEWSKI J ， ALI S ， et al . Nanocrystallization as a tool for controlling in vitro dissolution of borophosphate glass ［J］. Ceram. Int. ， 2023 ， 49 （ 16 ）： 27382 - 27390 . doi: 10.1016/j.ceramint.2023.06.006 http://dx.doi.org/10.1016/j.ceramint.2023.06.006

HUA Z H ， QIAN S ， CAI H ， et al . R&D of glass scintillator for nuclear radiation detection ［J］. J. Instrum. ， 2023 ， 18 ： C12003 . doi: 10.1088/1748-0221/18/12/c12003 http://dx.doi.org/10.1088/1748-0221/18/12/c12003

DUJARDIN C ， AUFFRAY E ， BOURRET-COURCHESNE E ， et al . Needs， trends， and advances in inorganic scintillators ［J］. IEEE Trans. Nucl. Sci. ， 2018 ， 65 （ 8 ）： 1977 - 1997 . doi: 10.1109/tns.2018.2840160 http://dx.doi.org/10.1109/tns.2018.2840160

WOLLESEN L ， RIVA F ， DOUISSARD P A ， et al . Scintillating thin film design for ultimate high resolution X-ray imaging ［J］. J. Mater. Chem. C ， 2022 ， 10 （ 24 ）： 9257 - 9265 . doi: 10.1039/d2tc01274j http://dx.doi.org/10.1039/d2tc01274j

WANTANA N ， KAEWNUAM E ， RUANGTAWEEP Y ， et al . Tunable orange， yellow and white emission of Pr 3+ -doped tungsten gadolinium borate glasses ［J］. J. Non-Cryst. Solids ， 2021 ， 554 ： 120603 . doi: 10.1016/j.jnoncrysol.2020.120603 http://dx.doi.org/10.1016/j.jnoncrysol.2020.120603

WANTANA N ， KAEWNUAM E ， RUANGTAWEEP Y ， et al . High density tungsten gadolinium borate glasses doped with Eu 3+ ion for photonic and scintillator applications ［J］. Radiat. Phys. Chem. ， 2020 ， 172 ： 108868 . doi: 10.1016/j.radphyschem.2020.108868 http://dx.doi.org/10.1016/j.radphyschem.2020.108868

WANTANA N ， KAEWNUAM E ， RUANGTAWEEP Y ， et al . Radio， cathodo and photoluminescence investigations of high density WO 3 -Gd 2 O 3 -B 2 O 3 glass doped with Tb 3+ ［J］. Radiat. Phys. Chem. ， 2019 ， 164 ： 108350 . doi: 10.1016/j.radphyschem.2019.108350 http://dx.doi.org/10.1016/j.radphyschem.2019.108350

WANTANA N ， KAEWNUAM E ， KIM H J ， et al . X-ray/proton and photoluminescence behaviors of Sm 3+ doped high-density tungsten gadolinium borate scintillating glass ［J］. J. Alloys Compd. ， 2020 ， 849 ： 156574 . doi: 10.1016/j.jallcom.2020.156574 http://dx.doi.org/10.1016/j.jallcom.2020.156574

WANTANA N ， RUANGTAWEEP Y ， KAEWNUAM E ， et al . Development of WO 3 -Gd 2 O 3 ˗B 2 O 3 high density glasses doped with Dy 3+ for photonics and scintillation materials application ［J］. Solid State Sci. ， 2020 ， 101 ： 106135 . doi: 10.1016/j.solidstatesciences.2020.106135 http://dx.doi.org/10.1016/j.solidstatesciences.2020.106135

KAEWNUAM E ， WANTANA N ， TANUSILP S ， et al . The influence of Gd 2 O 3 on shielding， thermal and luminescence properties of WO 3 -Gd 2 O 3 -B 2 O 3 glass for radiation shielding and detection material ［J］. Radiat. Phys. Chem. ， 2022 ， 190 ： 109805 . doi: 10.1016/j.radphyschem.2021.109805 http://dx.doi.org/10.1016/j.radphyschem.2021.109805

KAEWNUAM E ， WANTANA N ， RUANGTAWEEP Y ， et al . The influence of CeF 3 on radiation hardness and luminescence properties of Gd 2 O 3 -B 2 O 3 glass scintillator ［J］. Sci. Rep. ， 2022 ， 12 （ 1 ）： 11059 . doi: 10.1038/s41598-022-14833-3 http://dx.doi.org/10.1038/s41598-022-14833-3

GONG Y J ， LI L J ， CHEN J Y ， et al . Photoluminescent and scintillating performance of Eu 3+ -doped boroaluminosilicate glass scintillators ［J］. Materials ， 2023 ， 16 （ 13 ）： 4711 . doi: 10.3390/ma16134711 http://dx.doi.org/10.3390/ma16134711

LUEWARASIRIKUL N ， SARACHAI S ， INTACHAI N ， et al . Radioluminescence and photoluminescence properties of Sm 3+ -doped Gd-Ba-Na borate glass scintillator ［J］. Radiat. Phys. Chem. ， 2024 ， 224 ： 112064 . doi: 10.1016/j.radphyschem.2024.112064 http://dx.doi.org/10.1016/j.radphyschem.2024.112064

TAKAKU A ， KAWANO N ， KIMURA H ， et al . Scintillation properties of Dy-doped TeO 2 -Al 2 O 3 BaO glasses ［J］. J. Ceram. Soc. Jpn. ， 2020 ， 128 （ 12 ）： 1024 - 1029 . doi: 10.2109/jcersj2.20159 http://dx.doi.org/10.2109/jcersj2.20159

NAKAMORI R ， KAWANO N ， TAKAKU A ， et al . Radiation response characteristics of Pr 3+ -activated SrO-Al 2 O 3 -TeO 2 glasses ［J］. Sens. Mater. ， 2022 ， 34 （ 2 ）： 707 - 715 . doi: 10.18494/sam3689 http://dx.doi.org/10.18494/sam3689

KAWANO N ， KIMURA H ， NAKAUCHI D ， et al . Scintillation and TSL properties of Nd-doped TeO 2 -Al 2 O 3 -WO 3 glasses ［J］. Solid State Sci. ， 2020 ， 100 ： 106111 . doi: 10.1016/j.solidstatesciences.2019.106111 http://dx.doi.org/10.1016/j.solidstatesciences.2019.106111

NAKAMORI R ， KAWANO N ， TAKAKU A ， et al . Preparation and scintillation properties of the Eu 3+ -activated SrO-Al 2 O 3 -TeO 2 glasses ［J］. Mater. Res. Bull. ， 2022 ， 145 ： 111547 . doi: 10.1016/j.materresbull.2021.111547 http://dx.doi.org/10.1016/j.materresbull.2021.111547

HUANG W J ， LI Y ， CHEN J Y ， et al . Scintillating properties of gallogermanate glass scintillators doped with Tb 3+ /Eu 3+ ［J］. Ceram. Int. ， 2023 ， 49 （ 6 ）： 8863 - 8870 . doi: 10.1016/j.ceramint.2022.11.042 http://dx.doi.org/10.1016/j.ceramint.2022.11.042

MASAI H ， YANAGIDA T . Radiation-induced luminescence in oxide glasses ［J］. Jpn. J. Appl. Phys. ， 2023 ， 62 （ 1 ）： 010606 . doi: 10.35848/1347-4065/ac91b8 http://dx.doi.org/10.35848/1347-4065/ac91b8

AUFFRAY E ， BOUTTET D ， DAFINEI I ， et al . Cerium doped heavy metal fluoride glasses， a possible alternative for electromagnetic calorimetry ［J］. Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. Sect . A： Accel.， Spec.， Detect. Assoc. Equip.， 1996 ， 380 （ 3 ）： 524 - 536 . doi: 10.1016/0168-9002(96)00717-6 http://dx.doi.org/10.1016/0168-9002(96)00717-6

HOBSON P R ， IMRIE D C ， PRICE T ， et al . The development of dense scintillating hafnium fluoride glasses for the construction of homogeneous calorimeters in particle physics ［J］. J. Non-Cryst. Solids ， 1997 ， 213-214 ： 147 - 151 . doi: 10.1016/s0022-3093(96)00664-3 http://dx.doi.org/10.1016/s0022-3093(96)00664-3

ITO G ， KIMURA H ， SHIRATORI D ， et al . Optical and scintillation properties of Ce-doped 20CsCl-20BaCl 2 -60ZnCl 2 glasses ［J］. Optik ， 2021 ， 226 ： 165825 . doi: 10.1016/j.ijleo.2020.165825 http://dx.doi.org/10.1016/j.ijleo.2020.165825

NAKAUCHI D ， KIMURA H ， SHIRATORI D ， et al . Optical and scintillation properties of Ce-doped 20CsCl-20SrCl 2 -60ZnCl 2 glasses ［J］. Sens. Mater. ， 2024 ， 36 （ 2 ）： 573 - 578 . doi: 10.18494/sam4750 http://dx.doi.org/10.18494/sam4750

NAKABAYASHI Y ， FUJIMOTO Y ， KOSHIMIZU M ， et al . Photoluminescence and scintillation properties of Al（PO 3 ） 3 -CsPO 3 -CsBr-CeBr 3 glass scintillators ［J］. J. Mater. Sci.： Mater. Electron. ， 2022 ， 33 （ 25 ）： 19846 - 19853 . doi: 10.1007/s10854-022-08805-6 http://dx.doi.org/10.1007/s10854-022-08805-6

YUAN Y Y ， YU R N ， DAI W H ， et al . Tb-doped borosilicate glass scintillators with high thermal stability for high-resolution X-ray imaging ［J］. Vacuum ， 2024 ， 230 ： 113677 . doi: 10.1016/j.vacuum.2024.113677 http://dx.doi.org/10.1016/j.vacuum.2024.113677

LI P C ， XU X X ， ZHAO J J ， et al . Lanthanide doped fluorosilicate glass-ceramics： a review on experimental and theoretical progresses ［J］. J. Rare Earths ， 2022 ， 40 （ 2 ）： 169 - 192 . doi: 10.1016/j.jre.2021.09.014 http://dx.doi.org/10.1016/j.jre.2021.09.014

CHEN S Y Z ， ZHANG W N ， TENG L M ， et al . Design， simulation， elaboration and luminescence of Tb 3+ -doped Ba 0.84 Gd 0.16 F 2.16 fluoroaluminosilicate scintillating glass ceramics ［J］. J. Eur. Ceram. Soc. ， 2021 ， 41 （ 13 ）： 6722 - 6728 . doi: 10.1016/j.jeurceramsoc.2021.05.064 http://dx.doi.org/10.1016/j.jeurceramsoc.2021.05.064

TENG L M ， ZHANG W N ， CHEN W P ， et al . Highly efficient luminescence in bulk transparent Sr 2 GdF 7 ∶Tb 3+ glass ceramic for potential X-ray detection ［J］. Ceram. Int. ， 2020 ， 46 （ 8 ）： 10718 - 10722 . doi: 10.1016/j.ceramint.2020.01.079 http://dx.doi.org/10.1016/j.ceramint.2020.01.079

HU F F ， GONG H L ， WEI R F ， et al . Reproducible X-ray excited luminescence performance with transparent Tb 3+ -doped NaGd 2 F 7 scintillating glass ceramics ［J］. J. Eur. Ceram. Soc. ， 2022 ， 42 （ 14 ）： 6654 - 6662 . doi: 10.1016/j.jeurceramsoc.2022.07.018 http://dx.doi.org/10.1016/j.jeurceramsoc.2022.07.018

DAI W H ， ZHANG Q ， ASHRAF G A ， et al . Novel transparent NaLu 2 F 7 ∶Tb 3+ glass-ceramics scintillator for highly resolved X-ray imaging ［J］. Ceram. Int. ， 2024 ， 50 （ 12 ）： 21878 - 21888 . doi: 10.1016/j.ceramint.2024.03.301 http://dx.doi.org/10.1016/j.ceramint.2024.03.301

LIU Q H ， RAN P ， CHEN W L ， et al . Bright transparent scintillators with high fraction BaCl 2 ∶Eu 2+ nanocrystals precipitation： an ionic‐covalent hybrid network strategy toward superior X‐ray imaging glass‐ceramics ［J］. Adv. Sci. ， 2023 ， 10 （ 34 ）： 2304889 . doi: 10.1002/advs.202304889 http://dx.doi.org/10.1002/advs.202304889

LI W H ， SUI Z X ， FAN C L ， et al . Intense radioluminescence from transparent CsGd 2 F 7 ∶Ce 3+ nano-glass scintillator ［J］. J. Eur. Ceram. Soc. ， 2023 ， 43 （ 14 ）： 6331 - 6336 . doi: 10.1016/j.jeurceramsoc.2023.05.045 http://dx.doi.org/10.1016/j.jeurceramsoc.2023.05.045

STRUEBING C ， CHONG J ， LEE G ， et al . A neutron scintillator based on transparent nanocrystalline CaF 2 ∶Eu glass ceramic ［J］. Appl. Phys. Lett. ， 2016 ， 108 （ 15 ）： 153106 . doi: 10.1063/1.4945999 http://dx.doi.org/10.1063/1.4945999

LEONARD R L ， BERKOWITZ D T ， THOMAS A ， et al . Scintillating glass‐ceramic substrates for indirect flat panel detectors in digital radiography ［J］. J. Am. Ceram. Soc. ， 2020 ， 103 （ 12 ）： 6893 - 6900 . doi: 10.1111/jace.17408 http://dx.doi.org/10.1111/jace.17408

DU Y ， HAN S ， ZOU Y ， et al . Luminescence properties of Ce 3+ -doped oxyfluoride aluminosilicate glass and glass ceramics ［J］. Opt. Mater. ， 2019 ， 89 ： 243 - 249 . doi: 10.1016/j.optmat.2019.01.018 http://dx.doi.org/10.1016/j.optmat.2019.01.018

GAO Y ， HU Y B ， REN P ， et al . Phase transformation and enhancement of luminescence in the Tb 3+ -Yb 3+ co-doped oxyfluoride glass ceramics containing NaYF 4 nanocrystals ［J］. J. Eur. Ceram. Soc. ， 2016 ， 36 （ 11 ）： 2825 - 2830 . doi: 10.1016/j.jeurceramsoc.2016.04.027 http://dx.doi.org/10.1016/j.jeurceramsoc.2016.04.027

LI X Y ， CHEN X ， YUAN S ， et al . Eu 3+ -doped glass ceramics containing NaTbF 4 nanocrystals： controllable glass crystallization， Tb 3+ -bridged energy transfer and tunable luminescence ［J］. J. Mater. Chem. C ， 2017 ， 5 （ 39 ）： 10201 - 10210 . doi: 10.1039/c7tc03873a http://dx.doi.org/10.1039/c7tc03873a

WANG W ， WANG T ， TANG H T ， et al . High temperature and water stable CaF 2 ∶Eu 2+ glass ceramic for high resolution X-ray detection ［J］. J. Alloys Compd. ， 2023 ， 956 ： 170361 . doi: 10.1016/j.jallcom.2023.170361 http://dx.doi.org/10.1016/j.jallcom.2023.170361

LI P P ， SONG N H ， WANG W C ， et al . Sn 2+ /Pb 2+ doping-induced highly transparent boroaluminate microcrystalline glass with deep traps for long-term optical storage and time-lapse X-ray imaging ［J］. Adv. Opt. Mater. ， 2025 ， 13 （ 1 ）： 2401952 . doi: 10.1002/adom.202401952 http://dx.doi.org/10.1002/adom.202401952

WANG D Z ， LI H W ， CHEN J F ， et al . Congruent glass composite scintillator for efficient high‐energy ray detection ［J］. Adv. Mater. ， 2025 ， 37 （ 1 ）： 2412661 . doi: 10.1002/adma.202412661 http://dx.doi.org/10.1002/adma.202412661

HE X Y ， DENG Y ， OUYANG D C ， et al . Recent development of halide perovskite materials and devices for ionizing radiation detection ［J］. Chem. Rev. ， 2023 ， 123 （ 4 ）： 1207 - 1261 . doi: 10.1021/acs.chemrev.2c00404 http://dx.doi.org/10.1021/acs.chemrev.2c00404

WANG Y M ， LI M ， CHAI Z F ， et al . Perovskite scintillators for improved X‐ray detection and imaging ［J］. Angew. Chem. Int. Ed. ， 2023 ， 62 （ 38 ）： e202304638 . doi: 10.1002/anie.202304638 http://dx.doi.org/10.1002/anie.202304638

NIU L Y ， WANG S K ， SUI Z X ， et al . Highly stable CsPbBr 3 perovskite quantum dot-doped tellurite glass nanocomposite scintillator ［J］. Opt. Lett. ， 2021 ， 46 （ 14 ）： 3448 - 3451 . doi: 10.1364/ol.430990 http://dx.doi.org/10.1364/ol.430990

MA W B ， JIANG T M ， YANG Z ， et al . Highly resolved and robust dynamic X‐ray imaging using perovskite glass‐ceramic scintillator with reduced light scattering ［J］. Adv. Sci. ， 2021 ， 8 （ 15 ）： 2003728 . doi: 10.1002/advs.202003728 http://dx.doi.org/10.1002/advs.202003728

NIU L Y ， WANG L ， LI W C ， et al . Enhanced luminescence and high stability in Gd 3+ -doped CsPbBr 3 perovskite quantum dots glasses for X-ray detection ［J］. Ceram. Int. ， 2024 ， 50 （ 1 ）： 1303 - 1308 . doi: 10.1016/j.ceramint.2023.10.202 http://dx.doi.org/10.1016/j.ceramint.2023.10.202

LI K ， ZHANG W C ， NIU L Y ， et al . Lead-free cesium manganese halide nanocrystals embedded glasses for X‐ray imaging ［J］. Adv. Sci. ， 2023 ， 10 （ 4 ）： 2204843 . doi: 10.1002/advs.202204843 http://dx.doi.org/10.1002/advs.202204843

LIU Q H ， RAN P ， CHEN W L ， et al . Bright transparent glass‐ceramic scintillators with high fraction （Ca， Sr， Ba） 1- x Y x F 2+ x ∶Tb nanocrystals precipitation for X‐ray low‐dose detection and high‐resolution imaging ［J］. Adv. Opt. Mater. ， 2025 ， 13 （ 4 ）： 2402232 . doi: 10.1002/adom.202402232 http://dx.doi.org/10.1002/adom.202402232

VAN SUSAN E ， MARTIN S W . Preparation and characterization of hi gh-density PbO-Bi 2 O 3 -B 2 O 3 glasses ［J］. J. Am. Ceram. Soc. ， 1992 ， 75 （ 4 ）： 1028 - 1031 .

CHEN G R ， YANG Y X ， ZHAO D H ， et al . Composition effects on optical properties of Tb 3+ -doped heavy germanate glasses ［J］. J. Am. Ceram. Soc. ， 2005 ， 88 （ 2 ）： 293 - 296 . doi: 10.1111/j.1551-2916.2005.00075.x http://dx.doi.org/10.1111/j.1551-2916.2005.00075.x

CHEWPRADITKUL W ， HE X ， CHEN D ， et al . Luminescence and scintillation of Ce 3+ -doped oxide glass with high Gd 2 O 3 concentration ［J］. Phys. Status Solidi A ， 2011 ， 208 （ 12 ）： 2830 - 2832 . doi: 10.1002/pssa.201127365 http://dx.doi.org/10.1002/pssa.201127365

FU J ， KOBAYASHI M ， PARKER J M . Terbium-activated heavy scintillating glasses ［J］. J. Lumin. ， 2008 ， 128 （ 1 ）： 99 - 104 . doi: 10.1016/j.jlumin.2007.05.006 http://dx.doi.org/10.1016/j.jlumin.2007.05.006

何伟，张约品，王金浩，等 . Tb 3+ 掺杂的氟氧碲酸盐玻璃发光性能［J］. 物理学报， 2011 ， 60 （ 4 ）： 042901 . doi: 10.7498/aps.60.042901 http://dx.doi.org/10.7498/aps.60.042901

HE W ， ZHANG Y P ， WANG J H ， et al . Luminescence properties of terbium doped oxyfluoride tellurite glasses ［J］. Acta Phys. Sinica ， 2011 ， 60 （ 4 ）： 042901 . （in Chinese） . doi: 10.7498/aps.60.042901 http://dx.doi.org/10.7498/aps.60.042901

SUN X Y ， JIANG D G ， CHEN S W ， et al . Eu 3+ -activated borogermanate scintillating glass with a high Gd 2 O 3 content ［J］. J. Am. Ceram. Soc. ， 2013 ， 96 （ 5 ）： 1483 - 1489 . doi: 10.1111/jace.12205 http://dx.doi.org/10.1111/jace.12205

SUN X Y ， YE Z P ， ZHANG Z J ， et al . Energy transfer study on dense Eu 3+ /Tb 3+ -coactivated oxyfluoride borogermanate scintillating glasses ［J］. J. Am. Ceram. Soc. ， 2015 ， 98 （ 3 ）： 781 - 787 . doi: 10.1111/jace.13392 http://dx.doi.org/10.1111/jace.13392

SUN X Y ， YU X G ， WANG W F ， et al . Luminescent properties of Tb 3+ -activated B 2 O 3 -GeO 2 -Gd 2 O 3 scintillating glasses ［J］. J. Non-Cryst. Solids ， 2013 ， 379 ： 127 - 130 . doi: 10.1016/j.jnoncrysol.2013.08.002 http://dx.doi.org/10.1016/j.jnoncrysol.2013.08.002

SUN X Y ， WEN Z X ， LIU X J ， et al . Superdense Tb 3+ -activated borogermanate-tellurite scintillating glasses ［J］. J. Am. Ceram. Soc. ， 2019 ， 102 （ 3 ）： 896 - 900 . doi: 10.1111/jace.16128 http://dx.doi.org/10.1111/jace.16128

殷生华，胡鹏，蔡华，等 . 高密度高载钆闪烁玻璃的闪烁性能和中子探测性能研究［J］. 核电子学与探测技术， 2024 ， 44 （ 6 ）： 1034 - 1042 .

YIN S H ， HU P ， CAI H ， et al . Study of scintillation and neutron detection performance of highly Gd-loaded and high-density glass scintillator ［J］. Nucl. Electron. Det. Technol. ， 2024 ， 44 （ 6 ）： 1034 - 1042 . （in Chinese）

SONG R Q ， WANG Z G ， HAN J F ， et al . Neutron response of Gd-doped glass scintillator ［J］. Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. Sect . A： Accel.， Spec.， Detect. Assoc. Equip.， 2025 ， 1072 ： 170180 . doi: 10.1016/j.nima.2024.170180 http://dx.doi.org/10.1016/j.nima.2024.170180

LUO C X ， JING Y ， HUA Z H ， et al . Band gap and defect engineering enhanced scintillation from Ce 3+ -doped nanoglass containing mixed-type fluoride nanocrystals ［J］. ACS Appl. Mater. Inter. ， 2023 ， 15 （ 39 ）： 46226 - 46235 . doi: 10.1021/acsami.3c09230 http://dx.doi.org/10.1021/acsami.3c09230

Views

603

下载量

CSCD

Alert me when the article has been cited

提交

Tools

Publicity Resources

Research Progress in X-ray Imaging of Metal Halide Scintillator Films

Research Progress of Perovskite Liquid Scintillators for Radiation Detection and Imaging Applications

Research Progress of Glass Scintillators Based on X-ray Detection and Imaging

Related Author

QIAN Sen

XIA Mengling

ZHANG Dandan

XIAO Xiao

REN Jing

XU Yinsheng

LI Zhiyuan

WANG Lukai

Related Institution

Experimental Physics Center， Institute of High Energy Physics， Chinese Academy of Sciences

State Key Laboratory of NBC Protection for Civilian

Institute of Crystal Materials， Shandong University

College of Chemistry， Fuzhou University

School of Materials and Energy， Lanzhou University

AI问答

Address：No.3888 Dong Nanhu Road, Changchun, Jilin, China Postal code：130033
Tel：0431-86176862 Email：fgxbt@126.com
Technical support is provided by Beijing Founder electronics co., LTD 吉ICP备11002662号-17 京公网安备11010802024621
It is recommended to read the content of this site in Chrome&IE9+. Please switch to extreme mode in browser 360.
Cookies We use cookies to help provide and enhance our service and tailor content. By continuing, you agree to the use of cookies.

⁰