《人工晶體學(xué)報》“輻射探測晶體”專題經(jīng)過編委會的反復(fù)醞釀和精心籌劃，在廣大科研人員和編輯部同志的共同努力下，終于與大家見面了。本期專題匯集了國內(nèi)從事輻射探測晶體研究的主要單位和團(tuán)隊的最新研究成果，涵蓋了氧化物、鹵化物、半導(dǎo)體、閃爍陶瓷和有機(jī)閃爍晶體的制備技術(shù)和性能研究，既有高屋建瓴的綜述文章，也有深入細(xì)致的專題論文，還有最新的應(yīng)用簡報，代表了我國輻射探測材料的最新研究動態(tài)，展現(xiàn)出輻射探測材料服務(wù)國家戰(zhàn)略需求、不斷推陳出新的繁榮景象。該專題的出版，必將有助于增強(qiáng)晶體界同仁之間的交流與合作，推動該領(lǐng)域的原始創(chuàng)新、關(guān)鍵技術(shù)壁壘的突破和相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

在高度發(fā)達(dá)的信息社會，通過探測器來獲取信息已成為人類觀測外部物質(zhì)世界不可或缺的技術(shù)手段。如果說輻射探測器是人類感覺器官的延伸，那么輻射探測材料就是輻射探測器的靈魂。從1895年倫琴發(fā)現(xiàn)X射線、1896年貝克勒爾發(fā)現(xiàn)β射線，到2013年希格斯玻色子的發(fā)現(xiàn)，輻射探測材料一直伴隨著現(xiàn)代物理科學(xué)的發(fā)展，為人類探索和認(rèn)識物質(zhì)世界發(fā)揮著舉足輕重的作用。與此同時，探測材料本身也在核科學(xué)技術(shù)的帶動下獲得了長足發(fā)展。一個世紀(jì)以來，人類發(fā)現(xiàn)了大量的閃爍晶體，堿金屬鹵化物、鎢酸鹽和稀土氧化物等無機(jī)閃爍晶體相繼得到開發(fā)，特別是1948年美國物理學(xué)家Robert Hofstadter發(fā)現(xiàn)的NaI(Tl) 晶體、1973年美國M.J. Weber和R.R. Monchamp報道的BGO晶體和1990年美國Melcher發(fā)現(xiàn)的LSO∶Ce晶體均具有十分優(yōu)良的閃爍性能，被廣泛應(yīng)用于核物理、核醫(yī)學(xué)、天體物理、工業(yè)無損檢測、國土安全檢查和資源勘探等領(lǐng)域。如今，科研人員又在不斷探索密度更高、響應(yīng)更快、能量分辨率更好以及可以同時對中子伽馬進(jìn)行甄別的新型輻射探測材料，如半導(dǎo)體、閃爍陶瓷、共晶閃爍體和有機(jī)閃爍體等。

相比于閃爍探測器在探測核輻射時需經(jīng)過射線-可見光-載流子的兩步轉(zhuǎn)換，半導(dǎo)體材料可直接將產(chǎn)生的光生電荷轉(zhuǎn)換為可測量的電信號，從而捕獲入射射線的特征能量和強(qiáng)度信息，探測器結(jié)構(gòu)更加簡單，在輕量、便攜以及高性能要求的場合更具優(yōu)勢。來自西北工業(yè)大學(xué)于暉、介萬奇等的“CdZnTe伽馬射線探測器的能譜特性分析”詳細(xì)研究CdZnTe探測器能量分辨率的影響因素，獲得了最優(yōu)化設(shè)計。基于碲鋅鎘(CZT)半導(dǎo)體的室溫核輻射探測器因具有高的探測效率和能量分辨率已經(jīng)在我國“實(shí)踐十號”返回式衛(wèi)星、空間科學(xué)先導(dǎo)專項XTP衛(wèi)星以及高能所在研的GECAM衛(wèi)星的伽馬射線探測器中得到實(shí)際應(yīng)用。2013年以來出現(xiàn)的鈣鈦礦半導(dǎo)體以及通過組分設(shè)計衍生出的有機(jī)無機(jī)雜化鈣鈦礦和全無機(jī)鈣鈦礦等系列新型半導(dǎo)體材料具有對高能射線吸收能力強(qiáng)、載流子壽命長、室溫電阻率高、能量分辨率好以及缺陷容忍性強(qiáng)等特性，因而很快進(jìn)入人們的視野并迅速成為輻射探測材料的研究熱點(diǎn)，受到輻射探測材料與器件應(yīng)用行業(yè)的高度重視。

除了單晶閃爍體，閃爍陶瓷的性能優(yōu)勢目前受到越來越多人士的關(guān)注。由于陶瓷的燒結(jié)溫度低、可實(shí)現(xiàn)高濃度和高均勻性摻雜，且能夠制備非一致熔融化合物，相對于單晶材料還具有成本低的優(yōu)勢。國內(nèi)外先后合成出一系列基于石榴石結(jié)構(gòu)的閃爍陶瓷——LuAG、LuYAG、GYGAG和GAGG等，一些閃爍陶瓷的性能已經(jīng)可與同組分的單晶相媲美。寧波大學(xué)孫志剛、呂濱、陳紅兵等的“ (Gd,Lu)3Al5O12∶Tb3+,Eu3+透明陶瓷制備與發(fā)光性能”采用真空燒結(jié)法制備了透明的閃爍陶瓷。當(dāng)然，由于燒結(jié)助劑的引入和多晶晶界的存在，缺陷對閃爍陶瓷性能的影響機(jī)理和燒結(jié)工藝等許多問題尚待進(jìn)一步研究。此外，共晶閃爍體也是一個很有價值的研究課題，它通過兩種具有亞微米尺寸的閃爍體晶相與基質(zhì)晶相的有序生長和它們在折射率上的差異，使閃爍體晶相發(fā)出的熒光被側(cè)面的材料反射，促使亞微米閃爍晶體所產(chǎn)生的閃爍光沿著晶體生長方向定向傳播，從而大幅度提高探測器的空間分辨率，有望被應(yīng)用于高分辨成像射線探測器中。中山大學(xué)劉芳、鐘玖平等的“GdAlO3∶Tb3+-Al2O3有序共晶生長及其微結(jié)構(gòu)研究”，江西理工大學(xué)鄒征剛、溫和瑞，中山大學(xué)鐘玖平等的“Ce3+∶GdLu2Al5O12/Al2O3共晶微結(jié)構(gòu)及其發(fā)光性能”，通過微下拉法成功生長出GdAlO3∶Tb3+-Al2O3和Ce∶GdLuAG-Al2O3有序共晶，發(fā)現(xiàn)閃爍晶體的發(fā)光強(qiáng)度與坩堝的移動速度有關(guān)。

繼有機(jī)閃爍晶體萘和蔥之后，基于三聯(lián)苯的有機(jī)閃爍材料具有不吸濕、不會遭受表面變質(zhì)、響應(yīng)速度快和良好的閃爍效率等優(yōu)點(diǎn)而在中子探測、粒子甄別、核能譜和放射線檢測方面具有廣闊的應(yīng)用前景。北京工業(yè)大學(xué)許文斌,中材人工晶體研究院有限公司陳建榮等的“對三聯(lián)苯有機(jī)晶體的生長及性能”利用坩堝下降法成功地從熔體中生長出了高質(zhì)量的對三聯(lián)苯單晶體，開辟了一個全新的工藝路線。

總之，輻射探測材料目前呈現(xiàn)出百花爭艷的繁榮景象。來自中國科學(xué)院上海硅酸鹽研究所、中國科學(xué)院光學(xué)精密機(jī)械研究所、中國科學(xué)院高能物理所等研究院所，西北工業(yè)大學(xué)、寧波大學(xué)、上海應(yīng)用技術(shù)大學(xué)、中山大學(xué)、蘇州大學(xué)、山東大學(xué)、中國計量大學(xué)、上海大學(xué)、江西理工大學(xué)等眾多高校，中國電子科技集團(tuán)公司第二十六研究所、北京玻璃研究院有限公司、中材人工晶體研究院有限公司、上海新漫晶體材料科技有限公司、北京濱松光子技術(shù)股份有限公司、陜西迪泰克新材料有限公司等企業(yè)代表性研究團(tuán)隊的最新成果報道將不負(fù)眾多讀者的期望。

祝愿業(yè)內(nèi)同行不負(fù)韶華，砥礪前行，開發(fā)出一批綜合性能優(yōu)良、生產(chǎn)成本低廉、集材料制備與器件加工為一體的新型輻射探測材料，為高精密輻射探測技術(shù)發(fā)展和產(chǎn)業(yè)應(yīng)用提供堅實(shí)的材料支撐。