面向X-CT应用的(Ce, Lu)3(Cr, Al)5O12闪烁陶瓷中过渡金属离子的光谱展宽效应研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    61475175
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    80.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    F0502.光子与光电子器件
  • 结题年份:
    2018
  • 批准年份:
    2014
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2015-01-01 至2018-12-31

项目摘要

Considering the requirement of X-CT apparatus and its future upgrading, this project is planning to focus on the study of key materials and technologies to couple with the high resolution of Silicon photo electric dioed detectors, the emphasis is on scintillator ceramics of Ce: LuAG having performance of high density, high luninescence efficiency. By codoping the transition metal ions Cr3+ (ionic radius 0.068nm) to the octahedron site in LuAG lattice replacing the Al3+ (ionic radius 0.05nm) to realize the luminescence spectrum design. It is aimed to investigated the first principle method, micro-chip screen method as well as the fabrication technology of high transparent ceramics to study the effect of transition metal ions on spectrum broadening by overlap the Ce3+ emission at 550nm and Cr3 at 730nm. It is expected to contribute to the application of X-CT technology of our country by the study of this project.
针对高性能X-CT的应用需求和未来发展趋势,开展硅光电二极管耦合用关键闪烁材料的设计制备研究,以高密度、发光效率高的Ce:LuAG闪烁透明陶瓷为基础体系,选取与Al3+离子半径(0.05 nm)接近的过渡金属发光离子 Cr3+(0.068 nm)进行八面体格位替代,研究通过第一性原理导带和能级结构的计算,材料制备组分调控,将主发光在550nm的Ce3+发光与主发光在730m的Cr3+的发光叠加,达到发光光谱展宽,并研究高光效发光的组分调控方案,最终材料与硅光二极管探测灵敏区匹配良好,实现可见和近红外闪烁发光的叠加展宽,应用于高性能X-CT机中。

结项摘要

本项目拟针对X-CT 对闪烁材料的具体要求( 按重要性递减顺序) : ( 1) 低余辉( < 1% @ 3ms);( 2) 高稳定性( 化学、温度、辐射损伤);(3) 高密度( > 6 g/cm3 );(4) 发射波长与硅光电二极管读出( 500~1000nm) 匹配良好;(5) 高发光效率( > 15, 000 Pho/MeV ) ;选取具有发光效率高(>20,000 Pho/MeV ),密度高(6.7 g/cm3)特点的Ce:LuAG为基础体系,通过导带和能级结构的设计,材料制备组分调控,获得高光效发光的组分调控方案,最终发展了Cr:LuAG红光闪烁材料,并系统研究了Mg2+,Y3+,Pr3+, Gd3+,Ga3+和复合结构等对闪烁性能的优化作用,获得了主发射波段在706nm处的新型红光材料,实现与硅光二极管300 nm---1000 nm读出区500nm---1000nm区近红外发光匹配良好;并发展复杂组分(CexLu1-x)3(CryAl1-y)5O12闪烁陶瓷的关键制备技术,为实现其在高性能X-CT 中的应用提供了材料基础和实验依据。

项目成果

期刊论文数量(19)
专著数量(2)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(8)
Influence of cerium doping concentration on the optical properties of Ce, Mg:LuAG scintillation ceramics
铈掺杂浓度对Ce、Mg:LuAG闪烁陶瓷光学性能的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    Journal of the European Ceramic Society
  • 影响因子:
    5.7
  • 作者:
    Chen X. P.;Hu Z. W.;Cao M. Q.;Hu C.;Liu S. P.;Chen H. H.;Shi Y.;Kou H. M.;Xie T. F.;Vedda A.;Jary V.;Kucerkova R.;Nikl M.;Li J.
  • 通讯作者:
    Li J.
Fabrication and properties of Eu:Lu2O3 transparent ceramics for X-ray radiation detectors
X射线辐射探测器用Eu:Lu2O3透明陶瓷的制备及性能
  • DOI:
    10.1016/j.optmat.2018.04.029
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    Optical Materials
  • 影响因子:
    3.9
  • 作者:
    Xie Weifeng;Wang Jing;Cao Maoqing;Hu Zewang;Feng Yagang;Chen Xiaopu;Jiang Nan;Dai Jiawei;Shi Yun;Babin Vladimir;Mihóková Eva;Nikl Martin;Li Jiang
  • 通讯作者:
    Li Jiang
Fabrication, microstructure and luminescence properties of Cr 3+ doped Lu 3 A1 5 O 12 red scintillator ceramics
Cr 3 掺杂Lu 3 A1 5 O 12 红色闪烁体陶瓷的制备、显微结构及发光性能
  • DOI:
    10.1016/j.optmat.2017.02.061
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    Optical Materials
  • 影响因子:
    3.9
  • 作者:
    Shi Yun;Zhao Yu;Liu Qiang;Cao Maoqing;Ma Peng;Chen Haohong;Liu Qian;Li Jiang
  • 通讯作者:
    Li Jiang
The role of air annealing on the optical and scintillation properties of Mg co-doped Pr:LuAG transparent ceramics
空气退火对Mg共掺Pr:LuAG透明陶瓷光学和闪烁性能的影响
  • DOI:
    10.1016/j.optmat.2017.05.054
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    Optical Materials
  • 影响因子:
    3.9
  • 作者:
    Hu Zewang;Cao Maoqing;Chen Haohong;Shi Yun;Kou Huamin;Xie Tengfei;Wu Lexiang;Pan Yubai;Feng Xiqi;Vedda Anna;Beitlerova A.;Nikl M.;Li Jiang
  • 通讯作者:
    Li Jiang
Effect of reducing Lu 3+ content on the fabrication and scintillation properties of non-stoichiometric Lu 3−x Al 5 O 12 :Ce ceramics
降低Lu 3 含量对非化学计量Lu 3−x Al 5 O 12 :Ce陶瓷制备和闪烁性能的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    Optical Materials
  • 影响因子:
    3.9
  • 作者:
    Liu Shuping;Mares Jiri A.;Babin Vladimir;Hu Chen;Kou Huamin;D’Ambrosio Carmelo;Pan Yubai;Nikl Martin
  • 通讯作者:
    Nikl Martin

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  • 作者:
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  • 通讯作者:
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应用于核医学成像Tof-PET系统的新型快衰减闪烁体Pr:LuAG中的结构缺陷研究
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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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