0132] 在一些實(shí)施方式中，輻射探測(cè)器被配置為用作醫(yī)學(xué)或獸醫(yī)診斷裝置、用于石油或 其他地質(zhì)勘探的裝置（例如，石油測(cè)井探針）、或用于出于安全和/或軍事相關(guān)的目的探 測(cè)輻射的裝置（例如，用作用于容器、車輛、或行李掃描或者用于掃描人類或其他動(dòng)物的裝 置）的一部分。在一些實(shí)施方式中，醫(yī)學(xué)或獸醫(yī)診斷裝置選自但不限于正電子發(fā)射斷層掃 描（PET)裝置、X射線計(jì)算機(jī)斷層掃描（CT)裝置、單光子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層成像（SPECT)裝置 或平面核醫(yī)學(xué)成像裝置。例如，輻射探測(cè)器可以被配置為在樣品（例如，人類或動(dòng)物主體） 之上和/或圍繞樣品移動(dòng)（例如，通過機(jī)械和/或電子控制），以便可以檢測(cè)從在樣品上的 任何一個(gè)或多個(gè)期望部位中發(fā)射的輻射。在一些實(shí)施方式中，探測(cè)器可以設(shè)置或安裝在旋 轉(zhuǎn)主體上，以圍繞樣品旋轉(zhuǎn)探測(cè)器。
[0133] 在一些實(shí)施方式中，該裝置還可以包括輻射源。例如，目前公開的主題的X射線CT 裝置可以包括用于輻射X射線的X射線源以及用于檢測(cè)所述X射線的探測(cè)器。在一些實(shí)施 方式中，該裝置可以包括多個(gè)輻射探測(cè)器。多個(gè)輻射探測(cè)器可以設(shè)置為（例如）圓柱形或 其他期望的形狀，用于檢測(cè)從在樣品的表面上的不同位置中射的輻射。
[0134] 在一些實(shí)施方式中，目前公開的主題提供了一種使用輻射探測(cè)器檢測(cè)輻射的方 法，該探測(cè)器包括共摻雜的石榴石型閃爍體，如上所述。因此，在一些實(shí)施方式中，目前公開 的主題提供了一種檢測(cè)伽馬射線、X射線、宇宙射線和/或具有IkeV或更大能量的粒子的 方法，其中，該方法包括使用輻射探測(cè)器，該探測(cè)器包括以下公式的材料：
[0135] Gd3_x_y_zRxD yEzAl5_sGas012，
[0136] 其中，
[0137] R是 Y 或 Lu;
[0138] D是至少一個(gè)三價(jià)摻雜離子；
[0139] E是至少一個(gè)共摻雜離子；
[0140] 0 彡 X 彡 2;
[0141] 0. 0001 ^ y ^ 0. 15 ；
[0142] 0. 0001 ^ z ^ 0. 15 ；
[0143] 1彡s彡4.0;并且
[0144] 其中，所述材料是單晶、多晶和/或陶瓷材料。在一些實(shí)施方式中，D可以（例如） 選自包括但不限于Ce3+、Pr3+、Nd3+、Sm3+、Eu 3+、Dy3+、Ho3+、Er3+以及Tm 3+的組。在一些實(shí)施方 式中，至少一個(gè)三價(jià)摻雜離子是Ce3+或Pr 3+。
[0145] E可以是元素的離子，例如但不限于Ba、B、Ca、Fe、Bi、Cr、Zn、Ag、Nb、K、Na，Sr以 及Cu。在一些實(shí)施方式中，共摻質(zhì)E是除了Mg、Zr、Sc、Hf、Si、Ge、Ti或Ni中的任一個(gè)或 多個(gè)以外的元素。在一些實(shí)施方式中，所述至少一個(gè)共摻質(zhì)是Ca2+、B3+或Ba 2+。在一些實(shí)施 方式中，所述至少一個(gè)共摻雜是Ca2+或Ba 2+。
[0146] 在一些實(shí)施方式中，X在0與大約1之間。在一些實(shí)施方式中，X是0,并且在主要 石榴石基質(zhì)中的僅僅稀土元素是GcL在一些實(shí)施方式中，s大約是2或大約是3。在一些 實(shí)施方式中，X是0并且s是2或3。
[0147] 在一些實(shí)施方式中，提供激活劑/摻雜離子，在大約0. 1與大約0. 5原子％之間 (例如，相對(duì)于在主要石榴石基質(zhì)中稀土元素（Gd+R)的含量）。因此，在一些實(shí)施方式中，y 在大約0. 003與大約0. 015之間。在一些實(shí)施方式中，提供激活劑/摻雜離子，在大約0. 2 原子％。因此，在一些實(shí)施方式中，y是大約0.006。
[0148] 在一些實(shí)施方式中，提供共摻雜，在大約0. 1與大約0. 5原子％之間（相對(duì)于在主 要石榴石基質(zhì)中稀土元素（Gd+R)的含量）。因此，z可以在大約0.003與大約0.015之間。 在一些實(shí)施方式中，共摻質(zhì)被提供為相對(duì)于在主要石榴石基質(zhì)中的稀土元素在大約〇. 2與 大約0. 4原子％之間。因此，在一些實(shí)施方式中，z可以在大約0. 006與大約0. 012之間。
[0149] 在一些實(shí)施方式中，摻雜離子與共摻雜離子的比率在大約10:1與大約1:10之間。 在一些實(shí)施方式中，該比率在大約2:1與大約1:3之間。在一些實(shí)施方式中，該比率在大約 1:1與大約1:2之間。
[0150] 在一些實(shí)施方式中，輻射探測(cè)器的閃爍體是單晶材料。在一些實(shí)施方式中，閃爍體 可以是多晶和/或陶瓷。
[0151] 在一些實(shí)施方式中，目前公開的主題提供了一種包括光電探測(cè)器和鈰摻雜的 GGAG (例如，Gd3Ga3Al2O1^ Gd 3Ga2Al3012)的裝置，其中，所述鈰摻雜的GGAG與共摻雜離子共 摻雜。在一些實(shí)施方式中，所述共摻雜離子選自包括Ca2+、B3+以及Ba2+的組。因此，在一些 實(shí)施方式中，該裝置包括GGAG: Ce, Ca。在一些實(shí)施方式中，該裝置包括GGAG: Ce, B。在一些 實(shí)施方式中，該裝置包括GGAG: Ce, Ba。在一些實(shí)施方式中，該裝置包括鈰摻雜的Gd3Ga3Al2O 12或Gd3Ga2Al3O12，其中，所述鋪慘雜的Gd 3Ga3Al2O12S Gd 3632八13012與共慘雜尚子共慘雜。
[0152] 在一些實(shí)施方式中，共摻雜的鈰摻雜的GGAG由熔體制備。在一些實(shí)施方式中，共 摻雜的鈰摻雜的GGAG是單晶或陶瓷。
[0153] 在一些實(shí)施方式中，該裝置包括光電探測(cè)器，并且共摻雜的鈰摻雜的GGAG適合用 于醫(yī)學(xué)成像、地質(zhì)勘探或國土安全中。在一些實(shí)施方式中，目前公開的主題提供了一種檢測(cè) 高能光子和粒子的方法，其中，該方法包括使用包括光電探測(cè)器和共摻雜的鈰摻雜的GGAG 的裝置。
[0154] V、制各方法
[0155] 在一些實(shí)施方式中，目前公開的主題提供了一種制備共摻雜的石榴石型閃爍體材 料的方法。在一些實(shí)施方式中，目前公開的主題提供了一種制備閃爍體材料的方法，包括從 熔體中制備晶體。例如，在一些實(shí)施方式中，共摻雜的石榴石型閃爍體材料可以是通過直拉 (向上拉）方法生長(zhǎng)的晶體。然而，通過其他方法生長(zhǎng)或產(chǎn)生的單晶或多晶材料和/或陶瓷 還可以用作根據(jù)本公開的閃爍體材料。例如，用于產(chǎn)生石榴石型材料的替換方法包括但不 限于微型下拉方法、布里茲曼法、區(qū)熔法、限邊饋膜生長(zhǎng)（EFG)方法以及熱等靜壓機(jī)（HIP) 燒結(jié)法。
[0156] 在晶體的任何生產(chǎn)方法中，氧化物或碳酸鹽原材料可以用作起始材料。因此，用于 制備晶體的合適的起始材料包括但不限于Gd203、β _Ga203、a -A1203、Ce02、Pr603、Lu 2O3等。 在晶體用作閃爍體的晶體時(shí)，可以使用高純度原材料（例如，具有99. 99%或更高的純度和 /或不包含大于Ippm的雜質(zhì)）。這些起始材料可以稱重并且混合，以便在形成熔體時(shí)，獲得 期望的成分。
[0157] 在一些實(shí)施方式中，直拉技術(shù)（其中，從熔化的原材料中"拉出"大單晶）可以用 于生成共慘雜的稀土嫁晶徒?？梢园戳颗浣o并且混合原材料（例如，Gd203、Al20 3、Ga203、鋪 鹽（例如，硝酸鈰）等），例如，使用球磨機(jī)等，并且將混合的粉末放入坩堝內(nèi)?？梢栽冢ɡ?如）1000到1700攝氏度下煅燒幾個(gè)小時(shí)。合適的坩堝材料包括鉑、銥、銠、錸及其合金。可 以使用高頻振蕩器、冷凝式熱水器或電阻加熱器。而且，可以使用氬、氦或氮的流動(dòng)大氣。在 一些實(shí)施方式中，可以使用具有少量氧氣（例如，在大約0. 1與大約5vol%之間）的氮?dú)獾?氣氛。
[0158] 在一些實(shí)施方式中，目前公開的材料可以提供為陶瓷，例如，通過使用熱壓或熱等 靜壓（HIP)方法。在這種方法中，可以按量配給并且例如使用球磨機(jī)等混合原材料（例如， Gd203、Al203、Ga20 3、鈰鹽（例如，硝酸鈰）等）。然后，可以將混合的粉末放入坩堝（例如，氧 化鋁坩堝）內(nèi)，并且可以（例如，在1200到1500攝氏度下）煅燒幾個(gè)小時(shí)。在熱壓方法的情 況下，在煅燒之后，可以進(jìn)行熱壓成型，以在使用具有合適的孔徑的篩網(wǎng)使粉末?；?， 使用模具獲得形成的物體。然后，可以將所形成的物體設(shè)為碳模，并且可以在（例如）1500 到1700攝氏度下并且在IOMPa到80MPa的壓力下，在惰性氣氛中進(jìn)行熱壓燒結(jié)。在HIP方 法的情況下，使用球磨機(jī)等研磨煅燒粉末，并且可以執(zhí)行熱壓成型，以使用模具獲得形成的 物體。所獲得的形成的物體可以由冷等靜壓方法增密，放入由氧化鋁制成的烤箱內(nèi)，并且在 惰性氣體大氣中，在（例如）1500到1700攝氏度的溫度下，執(zhí)行煅燒?？梢栽?0MPa或更 高的壓力下，并且在1300到1700攝氏度的溫度下，向所獲得的陶瓷進(jìn)一步進(jìn)行HIP燒結(jié)。
[0159] 在一些實(shí)施方式中，目前公開的主題提供了一種制備材料的方法，該材料包括：
[0160] Gd3_x_y_zRxD yEzAl5_sGas012，
[0161] 其中，
[0162] R是 Y 或 Lu;
[0163] D是至少一個(gè)三價(jià)摻雜離子；
[0164] E是至少一個(gè)共摻雜離子；
[0165] 0 彡 X 彡 2;
[0166] 0. 0001 ^ y ^ 0. 15 ；
[0167] 0· 0001 彡 z 彡 0· 15 ;并且
[0168] I ^ s ^ 4. 0 ；
[0169] 其中，所述方法包括從熔體中制備晶體（例如，單晶）。
[0170] 在一些實(shí)施方式中，D可以（例如）選自包括但不限于Ce3+、Pr3+、Nd 3+、Sm3+、Eu3+、 Dy3+、Ho3+、Er3+以及Tm 3+的組。在一些實(shí)施方式中，至少一個(gè)三價(jià)摻雜離子是Ce 3+或Pr 3+。 E可以是元素的離子，例如但不限于Ba、B、Ca、Fe、Bi、Cr、Zn、Ag、Nb、K、Na、Sr以及Cu。在 一些實(shí)施方式中，共摻質(zhì)E是除了 Mg、Zr、Sc、Hf、Si、Ge、Ti或Ni中的任一個(gè)或多個(gè)以外的 元素。在一些實(shí)施方式中，所述至少一個(gè)共摻質(zhì)是Ca2+、B3+或Ba 2+。在一些實(shí)施方式中，所 述至少一個(gè)共摻質(zhì)是Ca2+或Ba 2+。
[0171] 在一些實(shí)施方式中，X在0與大約1之間。在一些實(shí)施方式中，X是0,并且在主要 石榴石基質(zhì)中的僅有稀土元素是GcL在一些實(shí)施方式中，s大約是2或大約是3。在一些 實(shí)施方式中，X是0并且s是2或3。
[0172] 在一些實(shí)施方式中，激活劑/摻雜離子被提供為在大約0. 1與大約0. 5原子％之 間（例如，相對(duì)于主要石榴石基質(zhì)中的稀土元素（Gd+R)的含量）。因此，在一些實(shí)施方式 中，y在大約0. 003與大約0. 015之間。在一些實(shí)施方式中，激活劑/摻雜離子被提供為大 約0. 2原子％。因此，在一些實(shí)施方式中，y大約是0. 006。
[0173] 在一些實(shí)施方式中，共摻雜被提供為在大約0. 1與大約0. 5原子％之間（例如， 相對(duì)于主要石榴石基質(zhì)中的稀土元素（Gd+R)的含量）。因此，z可以在大約0. 003與大約 0. 015之間。在一些實(shí)施方式中，共摻質(zhì)被提供為相對(duì)于主要石榴石基質(zhì)中的稀土元素在大 約0. 2與大約0. 4原子％之間。因此，在一些實(shí)施方式中，z可以在大約0. 006與大約0. 012 之間。
[0174] 在一些實(shí)施方式中，摻雜離子與共摻雜離子的比率在大約10:1與大約1:10之間。 在一些實(shí)施方式中，該比率在大約2:1與大約1:3之間。在一些實(shí)施方式中，該比率在大約 1:1與大約1:2之間。
[0175] 在一些實(shí)施方式中，目前公開的主題提供了一種制備包括鈰摻雜的GGAG的成分 的方法，其中，所述鈰摻雜的GGAG與共摻雜離子共摻雜，其中，該方法包括從熔化的原材料 中制備晶體（例如，單晶）。在一些實(shí)施方式中，該方法包括制備包括鈰摻雜的Gd3Ga3Al 2O12或Gd3Ga2Al3O12的成分，其中，鋪慘雜的Gd 3Ga3Al2012$ Gd 3632八13012與共慘雜尚子共慘雜，其 中，該方法包括從熔化的原材料制備（例如，拉出）晶體（例如，單晶）。
[0176] VI、改奪閃爍和/或光學(xué)件能的方法
[0177] 在一些實(shí)施方式中，目前公開的主題提供了一種改變石榴石型閃爍材料的一個(gè)或 多個(gè)閃爍和/或光學(xué)性能的方法，例如但不限于閃爍光輸出、衰減時(shí)間、上升時(shí)間、能量分 辨率、比例性和/或?qū)ζ毓獾撵`敏度。在一些實(shí)施方式中，該方法包括在具有摻雜離子和一 個(gè)或多個(gè)共摻雜離子時(shí)制備閃爍材料。在一些實(shí)施方式中，石榴石型閃爍材料是稀土鎵鋁 石榴石。在一些實(shí)施方式中，石榴石型閃爍材料是釓鎵鋁石榴石。
[0178] 摻雜離子可以是三價(jià)離子，例如，三價(jià)稀土元素離子。在一些實(shí)施方式中，摻雜離 子是Ce3+或Pr3+。共摻雜的身份可以隨著石榴石閃爍體的成分以及期望的閃爍性能而變化。 在一些實(shí)施方式中，共摻雜離子并非選自包括Sc、Mg、Ni、Ti、Zr、Hf、Si以及Ge (或任何單 個(gè)元素或其子組合）的組的元素的離子。在一些實(shí)施方式中，共摻雜離子是選自包括Ba、 B、Ca、Fe、Bi、Cr、Zn、Ag、Nb、Sr、K、Na以及Cu的組的元素的離子。在一些實(shí)施方式中，共 摻雜是選自包括Ca、B以及Ba的組的元素的離子。在一些實(shí)施方式中，共摻雜離子是Ca2+。 在一些實(shí)施方式中，共摻雜離子是B3+。在一些實(shí)施方式中，共摻雜離子是Ba2+。
[0179] 在一些實(shí)施方式中，該方法包括制備單晶稀土鎵鋁石榴石型閃爍體。在一些實(shí)施 方式中，該方法包括：（a)形成混合物，用于石榴石型閃爍體的生長(zhǎng)，其中，形成所述混合物 包括提供預(yù)定量的摻雜離子和預(yù)定量的至少一種共摻雜離子；(b)熔化所述混合物，以形 成熔體；以及（c)從所述熔體中生長(zhǎng)晶體，從而獲得共摻雜的單晶石榴石型閃爍體。
[0180] 在一些實(shí)施方式中，摻雜離子是Ce3+，并且共摻雜離子是Ca2+，并且所述方法提供 稀土鎵鋁石榴石型閃爍體，與非共摻雜的稀土鎵鋁石榴石型閃爍體相比，所述稀土鎵鋁石 榴石型閃爍