强CherenKov效应氟化铅(PbF2)晶体的生长新技术

    该项目属于人工晶体材料和单晶生长技术领域。

    立方相纯氟化铅(PbF2)晶体是一种性能优良的CherenKov辐射体。国际上自60年代就开始了对纯PbF2晶体的研究，但因晶体生长困难，特别是晶体中含有氧杂质而着色，甚至完全失透，性能差不能满足使用要求。中国科学院上海硅酸盐研究所自1991年开始进行大尺寸PbF2晶体生长研究。传统的真空法生长技术虽能够驱除系统中以气体形式存在的含氧杂质，但对以化合物形式存在的固态含氧杂质仍无能为力。我们通过多年研究最终形成了富有创造性的纯PbF2晶体的生长技术。其关键在於使用特殊的脱氧剂同时除去生长环境中的氧和原料中的含氧杂质，从根本上消除了氧对晶体性能的危害。打破了卤化物晶体必须在真空条件下生长的常规，为PbF2晶体的生长开辟了一条新路。长出的晶体无色透明，吸收边明显紫移，显著增强了CherenKov辐射光的强度和抗辐照损伤能力，1GeV能量辐照下的能量分辨率由5.59%改善到3.2%。使PbF2晶体用作电磁量能器中的CherenKov辐射成为可能。

    该发明完成者已完成向德国Mainz大学提供价值47万美元的大尺寸纯PbF2晶体的供货合同。同时，法国、美国等高能物理研究单位也来小宗订货和索要样品。随着强CherenKov效应纯氟化铅晶体逐步被国际实验高能物理学界所认识，氟化铅晶体在国际重大科学工程中将会得到更多更重要的应用。

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