X射線成像探測用微米級CsI:Tl薄膜閃爍屏的制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及閃爍屏領域，特別涉及一種具有良好光學性能的X射線成像探測用微米級摻鉈碘化銫(Cs1: T1)薄膜閃爍屏的制備方法。
【背景技術】
[0002]隨著光電子顯示技術及計算機技術的發展，尤其平板顯示技術及CCD器件的成熟，數字X射線成像(DR)技術隨之得到快速發展并以其成像質量高、對輻射劑量要求低以及數據化存儲圖像方面的優勢成為了 X射線成像領域的發展趨勢。DR技術在醫學、安檢、工業檢測及科研等領域都有著極大的應用前景，并在國內擁有巨大的市場前景。數字X射線成像探測系統根據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和間接探測系統，直接探測系統可將X射線直接轉換為電荷信號；間接探測系統則利用閃爍屏將入射的X射線轉換為可見光信號，再由光電探測器件轉換為電荷信號。相較于直接探測系統對射線計量的要求，間接探測系統不僅對射線計量的要求不高還可以有效利用現已成熟的光電轉換器件。間接探測系統主要由閃爍屏和光電探測器件組成，這類探測系統的研究是目前射線探測領域的研究熱點，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射線探測設備”都是針對間接探測系統的研究。
[0003]作為間接探測系統的關鍵元件，閃爍屏的性能是決定成像質量的關鍵因素，因此，閃爍屏是間接射線探測領域的研究重點，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射線探測用閃爍發光材料及其制備方法”、中國專利CN201110442455.5 “微柱結構Cs I (T1) X射線閃爍轉換屏的制備方法及其應用”、中國專利CN201310191231.0 “Ce3+激活的X射線探測用發光材料及制備方法”和中國專利CN201410703108.7“一種二價銪離子激活的X射線探測用閃爍發光材料及其制備方法”。摻鉈碘化銫(Csl:T1)是研究及應用都較成熟的一種制備閃爍屏的無機閃爍材料，具有良好的光轉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，研究具有良好連續性且光學性能的Csl:T1薄膜閃爍屏的制備工藝對實現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。
【發明內容】
[0005]本發明的目的是針對上述情況，提供一種連續致密且光學性能良好的X射線成像探測用微米級Cs1:Tl薄膜閃爍屏的制備方法。本發明技術方案如下:
[0006]—種X射線成像探測用微米級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，洗凈后置于熱風循環干燥箱內烘干備用；
[0008](b)利用真空熱蒸鍍工藝在光學玻璃襯底上制備具有連續致密微晶柱結構的微米級Csl:T1薄膜閃爍屏:將洗凈備用的光學玻璃襯底固定在離蒸發源10?15cm處的工件盤上，待真空室的真空度抽至3 X 10—4Pa時充入氬氣，調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，工件盤以30?35r/m的轉速勻速旋轉，利用電阻絲加熱襯底并使溫度維持在95?105°C，然后打開蒸發電源制備薄膜閃爍屛，并用膜厚監控儀實時監控薄膜厚度，先將蒸發電流調至110?120mA，待Csl:T1薄膜生長至300?350nm厚時，再將蒸發電流調至90?95mA，直至薄膜閃爍屛的厚度在6?10微米后，關閉電阻絲和蒸發源的電源；
[0009](c)薄膜閃爍屏制備完成后在氬氣環境中靜置10?12小時，再取出存儲在熱風循環干燥箱內。
[0010]作為優選方式，步驟(a)中利用超聲波清洗器清洗襯底。
[0011 ]作為優選方式，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]作為優選方式，步驟(a)中所述熱風循環干燥箱的溫度為50°C。
[0013]作為優選方式，步驟(a)中所述熱風循環干燥箱的鼓風功率為370W，利用鼓風系統驅動箱內氮氣循環形成穩定的氮氣環境。
[0014]作為優選方式，步驟(b)中蒸發源采用鉬舟。
[0015]作為優選方式，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，還沒有幾個微米厚度的Csl:T1薄膜閃爍屏可呈現良好成像效果的研究先例。
[0017]本發明制備工藝簡單、費用低廉，制備的薄膜樣品連續致密、與襯底的附著性好且成像質量良好，不僅可以克服傳統的閃爍塊材體積大、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為本發明的工藝流程圖；
[0019]圖2為微米級Csl:T1薄膜閃爍屏的表面及側面結構SEM圖；
[0020]圖3為實物圖及微米級Cs1:Tl薄膜閃爍屏對實物的成像結果。
【具體實施方式】
[0021]以下通過特定的具體實例說明本發明的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所揭露的內容輕易地了解本發明的其他優點與功效。本發明還可以通過另外不同的【具體實施方式】加以實施或應用，本說明書中的各項細節也可以基于不同觀點與應用，在沒有背離本發明的精神下進行各種修飾或改變。
[0022]本發明是是提供一種用于X射線成像探測技術的微米級Csl:T1薄膜閃爍屏，利用真空熱蒸鍍方式制備閃爍屏，實現連續致密、光學性能良好的微米級Cs 1: T1薄膜閃爍屏的制備。
[0023]實施例
[0024]如圖1所示，一種X射線成像探測用微米級Csl:T1