DE102007054700A1 - Scintillator element and solid state radiation detector with such - Google Patents

Scintillator element and solid state radiation detector with such Download PDF

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Szintillatorelement bzw. einen Festkörperdetektor, der eine Abbildung mit sehr hoher Ortsauflösung erlaubt, eine möglichst große Absorptionskraft für die nachzuweisende ionisierende Strahlung besitzt und dabei die absorbierte Energie in einem möglichst kurzen Lichtpuls bei hoher Konversionsrate und mit minimalem Nachleuchten abgibt und der zudem im wesentlichen transparent für die Wellenlänge seiner maximalen Emission ist. Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfement aus einer Mehrschichtstruktur mit einer passiven Trägerschicht aus nicht szintillierendem Material und einer auf der Trägerschicht aufgebrachten aktiven Schicht aus szintillierendem Material besteht.The present invention relates to a Szintillatorelement or a solid state detector, which allows a picture with very high spatial resolution, has the greatest possible absorption force for the ionizing radiation to be detected and thereby emits the absorbed energy in the shortest possible light pulse at high conversion rate and with minimal afterglow and the is also substantially transparent to the wavelength of its maximum emission. To achieve this object erfement consists of a multi-layer structure with a passive support layer of non-scintillating material and an applied on the support layer active layer of scintillating material.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Szintillatorelement zur Umwandlung von hochenergetischer Strahlung oder geladenen Teilchen in niederenergetische Strahlung.The The present invention relates to a scintillator element for conversion of high-energy radiation or charged particles in low-energy Radiation.

Als Szintillatorelement wird ein Element angesehen, welches durch hochenergetische Strahlung, wie z. B. γ-Strahlung oder Röntgenstrahlung, sowie durch geladene Teilchen angeregt werden kann und die Anregungsenergie durch elektromagnetische Strahlung niedrigerer Energie, in der Regel Licht im UV- oder sichtbaren Bereich wieder abgibt. Durch Messung der Lichtmenge kann auf die in den Szintillator eingebrachte Energie geschlossen werden.When Scintillator element is considered to be an element which is characterized by high energy Radiation, such. B. γ-radiation or X-rays, as well can be excited by charged particles and the excitation energy by electromagnetic radiation of lower energy, usually light in the UV or visible range again. By measuring the Amount of light may be due to the energy introduced into the scintillator getting closed.

Die Erfindung betrifft des weiteren einen Strahlungsdetektor mit solch einem Szintillatorelement. Unter einem Strahlungsdetektor wird ein Element zur Messung elektromagnetischer Strahlung verstanden. Beispielsweise kann der Strahlungsdetektor ein Röntgendetektor sein. Bei den bildgebenden Röntgensystemen, wie z. B. der Computertomographie, durchdringt Röntgenstrahlung eine zu untersuchende Person. Die Röntgenstrahlung wird durch das Gewebe und/oder die Knochen geschwächt und die geschwächte Röntgenstrahlung dann ortsaufgelöst detektiert.The The invention further relates to a radiation detector having such a scintillator element. Under a radiation detector is a Element for measuring electromagnetic radiation understood. For example For example, the radiation detector may be an X-ray detector. Both imaging X-ray systems, such as As the computed tomography penetrates X-ray one to be examined Person. The x-ray radiation is weakened by the tissue and / or the bones and the weakened X-rays then spatially resolved detected.

Grundsätzlich wird bei der ortsaufgelösten Detektion von ionisierender Strahlung zwischen direkten und indirekten Detektoren unterschieden. Die direkten Detektoren wandeln die einfallende, ionisierende Strahlung direkt in elektronische Ladung um, wohingegen die indirekten Detektoren zunächst die einfallende, ionisierende Strahlung mittels eines Lumineszenzschirms in optische Photonen umwandeln und diese dann in einem weiteren Schritt detektieren.Basically in the spatially resolved detection of ionizing radiation between direct and indirect detectors distinguished. The direct detectors transform the incoming, ionizing radiation directly into electronic charge, whereas the indirect detectors first the incident, ionizing radiation by means of a luminescent screen convert into optical photons and then in another Detect step.

Direkte Detektoren weisen im allgemeinen eine hohe Energieauflösung auf. Indirekte Detektoren erreichen dagegen deutlich höhere Ortsauflösungen, was unter anderem daran liegt, daß das sichtbare Licht mit üblichen Optiken aus der Lichtmikroskopie abgebildet werden kann.direct Detectors generally have a high energy resolution. Indirect detectors, on the other hand, achieve significantly higher spatial resolution, which is partly because the visible light with usual Optics from light microscopy can be imaged.

Die Effizienz sowie die Bildqualität eines indirekten Detektors hängt von den verwendeten Szintillatormaterialien ab. Szintillatormaterialien sind im allgemeinen Festkörper, die durch hochenergetische Strahlung, wie z. B. γ-Strahlung angeregt werden und diese Energie als UV-Strahlung oder sichtbares Licht wieder abgeben. Der ideale Szintillator besitzt eine hohe Absorptionskraft für die verwendete ionisierende Strahlung, setzt die absorbierte Energie zu einem größtmöglichen Anteil in sichtbares Licht um, welches zeitlich nahe am Moment der Absorption des Strahlungsquants in einen Kurzpuls emittiert wird, und ist für die Wellenlänge seiner maximalen Emission transparent.The Efficiency and image quality an indirect detector depends from the scintillator materials used. scintillator are generally solids, by high-energy radiation, such. B. γ-radiation are excited and this Give off energy as UV radiation or visible light again. Of the ideal scintillator has a high absorption power for the used ionizing radiation sets the absorbed energy to the greatest possible extent Share in visible light, which is close in time to the moment of Absorption of the radiation quantum is emitted in a short pulse, and is for the wavelength transparent to its maximum emission.

Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Szintillatorelement bzw. einen Festkörperdetektor bereitzustellen, der eine Abbildung mit sehr hoher Ortsauflösung erlaubt, eine möglichst große Absorptionskraft für die nachzuweisende ionisierende Strahlung besitzt und dabei die absorbierte Energie in einem möglichst kurzen Lichtpuls bei hoher Konversionsrate und mit minimalem Nachleuchten abgibt und der zu dem im wesentlichen transparent für die Wellenlänge seiner maximalen Emission ist.outgoing From this prior art, it is therefore an object of the present Invention to provide a scintillator element or a solid state detector, which allows a picture with very high spatial resolution, one possible size Absorption force for the ionizing radiation to be detected has and thereby the absorbed energy in one as possible short light pulse at high conversion rate and with minimal afterglow and essentially transparent to the wavelength of his maximum emission is.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein eingangs genanntes Szintillatorelement, bei dem das Szintillatorelement eine Mehrschichtstruktur mit einer passiven Trägerschicht aus nicht szintillierendem Material und einer auf der Trägerschicht aufgebrachten aktiven Schicht aus szintillierendem Material ist.These Task is solved by an initially mentioned scintillator element, wherein the scintillator element a multilayer structure with a passive carrier layer of non-scintillating material and one on the carrier layer applied active layer of scintillating material.

Die zur Abbildung des emittierten Lichtes verwendeten Mikroskopoptiken haben im allgemeinen eine begrenze Tiefenschärfe, die mit zunehmender Vergrößerung, d. h. höheren Auflösungen, abnimmt. Entsprechend muß bei mikroskopischen Auflösungen nahe an der Wellenlänge des vom Szintillatorelement emittierten sichtbaren Lichtes die aktive Leuchtschicht genau den Tiefenschärfenbereich der Optik ausfüllen, um ein Optimum an Effizienz und minimaler Bildunschärfe zu erhalten. Grundsätzlich gilt, daß die Absorption mit der Dicke des Kristalls zunimmt. Gleichzeitig nimmt jedoch die Bildunschärfe zu, wenn die Dicke der aktiven Schicht größer als die Tiefenschärfe der abbildenden Optik wird. Aus diesem Grund ist es wesentlich, die aktive Schicht auf einem nicht szintillierendem Substrat auszubilden, da vom Substrat emittiertes Licht außerhalb des Tiefenschärfebereiches erzeugt werden würde und so den Kontrast und die Schärfe der Abbildung verringern würde.The Microscope optics used to image the emitted light generally have a limited depth of focus, which increases with increasing magnification, d. H. higher resolutions, decreases. Accordingly, at microscopic resolutions close to the wavelength of the visible light emitted by the scintillator element, the active luminescent layer exactly the depth of field fill the optics, for optimum efficiency and minimal image blur. in principle applies that the Absorption increases with the thickness of the crystal. At the same time takes however the image blur too, if the thickness of the active layer is greater than the depth of field of the imaging optics is. For this reason, it is essential that form an active layer on a non-scintillating substrate, since the light emitted by the substrate outside the depth of field would be generated and so the contrast and sharpness would reduce the figure.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist die aktive Schicht derart ausgewählt, daß die hochenergetische Strahlung, vorzugsweise Röntgenstrahlung in sichtbares oder ultraviolettes Licht umgewandelt wird.In a preferred embodiment the active layer is selected such that the high-energy radiation, preferably X-radiation in visible or ultraviolet light is converted.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die passive Trägerschicht einkristallin. Das Trägermaterial kann nach einem üblichen Kristallzüchtungsverfahren, z. B. dem Czochralskiverfahren, als Volumenkristall aus einer Schmelze hergestellt werden. Durch Sägen, Schleifen und Polieren des Volumenkristalls wird das benötigte Substrat hergestellt. Dabei hat die Trägerschicht vorzugsweise die Form einer runden oder vieleckigen Scheibe mit planparallelen Seiten und weist vorzugsweise eine Dicke zwischen 0,1 und 2 mm und besonders bevorzugt von < 0,5 mm auf.In a further preferred embodiment, the passive carrier layer is monocrystalline. The support material may be prepared by a conventional crystal growth method, e.g. B. the Czochralskiverfahren be prepared as a bulk crystal of a melt. The required substrate is produced by sawing, grinding and polishing the volume crystal. In this case, the carrier layer preferably has the form of a round or polygonal disk with plane-parallel sides and preferably has a thickness between 0.1 and 2 mm and particularly preferably of <0.5 mm.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform besteht die passive Trägerschicht aus MxNySiO5, wobei M und N Elemente der Reihe Y, La, Gd, Yb, Lu sind und x und y die Anteile des jeweiligen Elementes sind, wobei x + y = 2 gilt.In a further preferred embodiment, the passive support layer consists of M x N y SiO 5 , where M and N are elements of the series Y, La, Gd, Yb, Lu and x and y are the fractions of the respective element, where x + y = 2 applies.

Das Trägermaterial hat sich als besonders einfach herzustellen herausgestellt. Darüber hinaus ist das Trägermaterial für sichtbares, ultraviolettes Licht nahezu transparent und es ist nicht möglich, das Trägermaterial durch hochenergetische Strahlung zur Emission im sichtbaren UV-Bereich anzuregen.The support material has proven to be particularly easy to manufacture. In addition, it is the carrier material for visible, ultraviolet light is almost transparent and it is not possible that support material by high-energy radiation for emission in the visible UV range to stimulate.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die aktive Schicht kristallin, vorzugsweise einkristallin ausgebildet. Durch die kristalline Ausbildung der aktiven Schicht wird eine hohe Homogenität innerhalb der aktiven Schicht ermöglicht, wodurch die Ortsauflösung verbessert wird.In a particularly preferred embodiment the active layer is crystalline, preferably monocrystalline. Due to the crystalline formation of the active layer is a high homogeneity within the active layer, thereby improving the spatial resolution becomes.

Vorzugsweise wird die aktive Schicht auf der passiven Trägeschicht aufgewachsen, wobei besonders bevorzugt die aktive Schicht dieselbe kristallographische Orientierung wie die passive Trägerschicht hat.Preferably the active layer is grown on the passive carrier layer, wherein most preferably, the active layer prefers the same crystallographic Orientation like the passive carrier layer Has.

Eine einkristalline aktive Schicht hat eine hohe optische Qualität und kann im allgemeinen für Auflösungen bis unter 1 μm verwendet werden.A monocrystalline active layer has a high optical quality and can in general for resolutions up below 1 μm be used.

Die aktive Schicht kann beispielsweise durch Flüssigphasenepitaxie, gegebenenfalls auch durch ein anderes Kristallzüchtungsverfahren, auf das Trägermaterial in der benötigten Stärke aufgebracht werden. In diesem Prozeß dient die passive Trägerschicht als kristalline Unterlage, auf die die aktive Schicht kristallografisch orientiert aufgewachsen wird. Beispielsweise kann das Szintillatormaterial in der benötigten Zusammensetzung in einem Hochtemperaturlösungsmittel, z. B. Bleioxid (PbO) oder Bleimolybdat (PbMoO4) bei Temperaturen über 1000°C gelöst werden. Das Aufbringen der aktiven Schicht auf das Substrat wird dann durch Eintauchen des Substrates in die Lösung bei geeigneter Temperatur gestartet.The active layer can be applied to the support material in the required thickness, for example, by liquid phase epitaxy, optionally also by another crystal growth process. In this process, the passive support layer serves as a crystalline base on which the active layer is grown crystallographically oriented. For example, the scintillator material may be in the required composition in a high temperature solvent, e.g. B. lead oxide (PbO) or lead molybdate (PbMoO 4 ) are dissolved at temperatures above 1000 ° C. The application of the active layer to the substrate is then started by immersing the substrate in the solution at a suitable temperature.

Die endgültige Schichtdicke wird durch die Prozeßdauer bestimmt. Bei dem beschriebenen Verfahren wird das Substrat beidseitig mit einer aktiven Schicht beschichtet. Durch einseitiges Abtragen mittels Schleifen und Polieren wird eine der aktiven Schichten entfernt und der Träger auf die anwendungsgemäß notwendige Dicke gebracht.The final Layer thickness is determined by the process duration. In the described Process, the substrate is bilateral with an active layer coated. By one-sided removal by grinding and polishing one of the active layers is removed and the carrier on the application necessary Thickness brought.

Typischerweise hat die aktive Schicht eine Dicke zwischen 0,001 und 0,5 mm.typically, the active layer has a thickness between 0.001 and 0.5 mm.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist die aktive Schicht strukturiert, wobei die Strukturierung vorzugsweise aus in die aktive Schicht eingebrachten Gräben besteht. Dabei haben die Gräben vorzugsweise eine Tiefe, die größer oder gleich der Dicke der aktiven Schicht ist.In a preferred embodiment the active layer is structured, the structuring preferably consists of introduced into the active layer trenches. The have trenches preferably a depth that is greater or is equal to the thickness of the active layer.

In einer bevorzugten Ausführungsform hat die Strukturierung die Form eines regelmäßigen Gitters, vorzugsweise eines rechteckigen oder quadratischen Gitters. Es hat sich gezeigt, daß die Gräben am Besten eine Breite zwischen 0,1 und 20 μm und vorzugsweise von weniger als 5 μm haben.In a preferred embodiment structuring has the form of a regular grid, preferably a rectangular or square grid. It has shown, that the Ditches on Best a width between 0.1 and 20 microns and preferably less than 5 μm to have.

Weiterhin ist es von Vorteil, wenn benachbarte Gräben einen Abstand voneinander haben, der zwischen 1 und 500 μm und vorzugsweise weniger als 50 μm und besonders bevorzugt von weniger als 10 μm beträgt.Farther It is advantageous if adjacent trenches are at a distance from each other have between 1 and 500 microns and preferably less than 50 microns and more preferably less than 10 microns.

Diese Maßnahmen erlauben es, noch dickere und damit höher absorbierende Szintillatorelemente mit den mikroskopischen Auflösungen zu kombinieren. Im Grunde genommen erhält die aktive Schicht dadurch eine säulenartige Mikrostruktur. Licht, das durch Szintillation in einer Säule entsteht, wird an den Säulenwänden durch Totalreflexion in seiner Ausbreitungsrichtung eingeschränkt, was ein Verschmieren des Bildes verringert.These activities allow even thicker and thus more absorbent scintillator with the microscopic resolutions to combine. Basically, the active layer gets through it a columnar Microstructure. Light that results from scintillation in a column becomes through the column walls Total reflection in its direction of propagation restricted what reduces smearing of the image.

Die Strukturierung kann beispielsweise durch Abtragen von Material über die Stärke der aktiven Schicht, eventuell auch bis in das Substrat hinein erfolgen. Als Strukturierungsverfahren sind chemisches Ätzen, Ionenätzen, mechanisches Abtragen, laserunterstütztes Abtragen und andere geeignete Verfahren möglich.The Structuring, for example, by removing material on the Strength the active layer, possibly even into the substrate into it. Structuring methods include chemical etching, ion etching, mechanical removal, laser-assisted Ablation and other suitable procedures possible.

In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß auf der aktiven Schicht und/oder der passiven Trägerschicht eine reflexionsvermindernde Schicht aufgebracht ist. Durch diese Maßnahme werden Lichtreflexe weiter verringert. Die Beschichtung kann ein- oder beidseitig erfolgen. Beispielsweise kann eine materialangepaßte, sehr dünne dielektrische Schicht aus MgF2, TaO2, SiO2 aufgedampft werden, wodurch der Reflexionsgrad der Oberflächen von circa 8% auf unter 0,1% gesenkt werden kann. Vorzugsweise wird die reflexionsvermindernde Schicht auf die Trägerschicht an der der aktiven Schicht abgewandten Seite aufgebracht.In a further particularly preferred embodiment it is provided that a reflection-reducing layer is applied to the active layer and / or the passive carrier layer. By this measure, light reflections are further reduced. The coating can be done on one or both sides. For example, a material-matched, very thin dielectric layer of MgF 2 , TaO 2 , SiO 2 can be evaporated, whereby the reflectance of the surfaces of about 8% can be reduced to below 0.1%. The reflection-reducing layer is preferably applied to the carrier layer on the side facing away from the active layer.

Das erfindungsgemäße Szintillatorelement wird in einer besonders bevorzugten Ausführungsform innerhalb eines Festkörperstrahlungsdetektors verwendet, der neben dem Szintillatorelement noch eine Wandlereinrichtung zum Umwandeln von sichtbarem und/oder ultraviolettem Licht in elektrische Signale sowie eine Abbildungsoptik zur Abbildung der aktiven Schicht des Szintillatorelements auf die Wandlereinrichtung aufweist.In a particularly preferred embodiment, the scintillator element according to the invention is used within a solid-state radiation detector which, in addition to the scintillator element, also has a converter device for converting visible and / or ultraviolet light into electrical signals, as well as imaging optics for imaging the image Having active layer of the scintillator on the transducer device.

Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten werden deutlich anhand der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen sowie der dazugehörigen Figuren. Es zeigen:Further Advantages, features and applications become clear with reference to the following description of preferred embodiments and the associated Characters. Show it:

1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Szintillatorelementes, 1 a schematic representation of a scintillator element according to the invention,

2 eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Szintillatorelementes, 2 a schematic representation of a second embodiment of the scintillator element according to the invention,

3 eine Prinzipskizze, die die Reflexionsverhältnisse ohne und mit Strukturierung verdeutlicht, und 3 a schematic diagram illustrating the reflection ratios without and with structuring, and

4 eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Festkörperstrahlungsdetektor. 4 an embodiment of the solid state radiation detector according to the invention.

In 1 ist eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Szintillatorelementes dargestellt. Ein zylinderförmiges Substrat mit einer Dicke von 150 bis 500 μm aus YSO(Yttrium-Oxoorthosilikat – Y2SiO5) dient als Träger für die dünne aktive Schicht aus LSO(Lutetium-Oxoorthosilikat – Lu2SiO5), die eine Dicke von nur 1 bis 100 μm aufweist. Da die inaktive Trägerschicht einkristallin ist und die dünne aktive Schicht ebenfalls einkristallin ist, kann man sie auf dem Substrat aufwachsen lassen, so daß sie dieselbe kristallographische Orientierung aufweist wie die Trägerschicht.In 1 a first embodiment of the scintillator element according to the invention is shown. A cylindrical substrate with a thickness of 150 to 500 microns of YSO (yttrium-oxo-orthosilicate - Y 2 SiO 5 ) serves as a support for the thin active layer of LSO (lutetium-oxoorthosilicate - Lu 2 SiO 5 ), which has a thickness of only 1 has up to 100 microns. Since the inactive support layer is monocrystalline and the thin active layer is also monocrystalline, it can be grown on the substrate to have the same crystallographic orientation as the support layer.

Um die Reflexionen zu verringern, kann die aktive Schicht strukturiert sein, wie in 2 zu sehen ist. Im Grunde genommen besteht hier die aktive Schicht aus einer Vielzahl von nebeneinander angeordneten quaderförmigen Säulen, da die aktive Schicht mit einem ein Quadratgitter bildendes Grabensystem strukturiert wurde.To reduce the reflections, the active layer may be structured as in 2 you can see. Basically, here the active layer consists of a multiplicity of parallelepiped-shaped columns arranged side by side, since the active layer was structured with a trench system forming a square grid.

Wie in 3a zu erkennen ist, kann es bei der nicht strukturierten aktiven Schicht vorkommen, daß einzelne Lichtstrahlen mit großem Winkel auf die Grenzfläche zwischen aktiver Schicht und passiver Trägerschicht auftreffen, so daß sie bei der Grenzschicht zwischen Substrat und Umgebung total reflektiert werden. Diese Lichtstrahl wird nicht oder am falschen Ort detektiert, was die Bildschärfe verringert.As in 3a As can be seen, it may occur in the unstructured active layer that individual light rays impinge on the interface between the active layer and passive support layer at a high angle, so that they are totally reflected at the boundary layer between the substrate and the environment. This light beam is not detected or in the wrong place, which reduces the sharpness.

In 3b ist zu erkennen, daß im Falle einer strukturierten aktiven Schicht die Lichtstrahlen durch Totalreflexion innerhalb der Säulen (ähnlich wie die Lichtausbreitung innerhalb einer Glasfaser) weitergeleitet werden, so daß der Anteil der Lichtreflexionen geringer wird.In 3b It can be seen that in the case of a structured active layer, the light rays are transmitted by total internal reflection within the columns (similar to the propagation of light within a glass fiber), so that the proportion of light reflections becomes smaller.

Schließlich ist in 4 ein Beispiel für einen Festkörperdetektor dargestellt. Röntgenstrahlen 1 treffen auf das erfindungsgemäße Szintillatorelement 2, werden dort in sichtbares oder UV-Licht umgewandelt, welches dann durch eine handelsübliche Abbildungsoptik 3 über einen Spiegel 4 auf eine CCD-Kamera 5 abgebildet wird.Finally, in 4 an example of a solid state detector shown. X-rays 1 meet the scintillator element according to the invention 2 , are there converted into visible or UV light, which then by a commercial imaging optics 3 over a mirror 4 on a CCD camera 5 is shown.

In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform wird YbSO(Ytterbium-Oxoorthosilikat – Yb2SiO5) als Trägerschicht oder aktive Schicht verwendet.In a further particularly preferred embodiment, YbSO (ytterbium oxoorthosilicate - Yb 2 SiO 5 ) is used as a carrier layer or active layer.

Claims (16)

Szintillatorelement zur Umwandlung von höherenergetischer Strahlung oder geladenen Teilchen in niederenergetische Strahlung, dadurch gekennzeichnet, daß das Szintillatorelement aus einer Mehrschichtstruktur mit einer passiven Trägerschicht aus nicht szintillierendem Material und einer auf der Trägerschicht aufgebrachten aktiven Schicht aus szintillierendem Material besteht.Scintillator element for converting higher-energy radiation or charged particles into low-energy radiation, characterized in that the scintillator element consists of a multilayer structure with a passive carrier layer of non-scintillating material and an active layer of scintillating material applied to the carrier layer. Szintillatorelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die aktive Schicht derart aufgebaut ist, daß die hochenergetische Strahlung, vorzugsweise Röntgenstrahlung, in sichtbares oder ultraviolettes Licht umgewandelt wird.Scintillator element according to claim 1, characterized in that that the active layer is constructed such that the high-energy radiation, preferably X-radiation, is converted into visible or ultraviolet light. Szintillatorelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die passive Trägerschicht einkristallin ist.Scintillator element according to claim 1 or 2, characterized characterized in that passive carrier layer is monocrystalline. Szintillatorelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die passive Trägerschicht aus MxNySiO5 besteht, wobei M und N Elemente aus der Gruppe Y, La, Gd, Yb, Lu sind und x + y = 2 gilt.Scintillator element according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the passive support layer consists of M x N y SiO 5 , where M and N are elements from the group Y, La, Gd, Yb, Lu and x + y = 2 , Szintillatorelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerschicht die Form einer runden oder vieleckigen Scheibe mit planparallelen Seiten hat und vorzugsweise eine Dicke zwischen 0,1 und 2 mm und besonders bevorzugt von kleiner als 0,5 mm hat.Scintillator element according to one of claims 1 to 4, characterized in that the backing the shape of a round or polygonal disc with plane-parallel Has sides and preferably a thickness between 0.1 and 2 mm and particularly preferably less than 0.5 mm. Szintillatorelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die aktive Schicht kristallin, vorzugsweise einkristallin ist.Scintillator element according to one of claims 1 to 5, characterized in that the active layer is crystalline, preferably is monocrystalline. Szintillatorelement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die aktive Schicht auf der passiven Trägerschicht aufgewachsen ist, wobei vorzugsweise die aktive Schicht dieselbe kristallographische Orientierung wie die passive Trägerschicht hat.Scintillator element according to one of claims 1 to 6, characterized in that the grown active layer on the passive support layer, preferably the active layer is the same crystallographic Orientation like the passive carrier layer Has. Szintillatorelement nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die aktive Schicht aus MxNySiO5 besteht, wobei M für Elemente aus der Gruppe Ce, Tb, Eu, Sm und N für Elemente aus der Gruppe Y, La, Gd, Yb, Lu sind, x + y = 2 sowie 0,001 < x < 0,6 und 1,4 < y < 1,999 gilt.Scintillator element according to one of claims 1 to 7, characterized in that the active Layer of M x N y SiO 5 , where M is elements of the group Ce, Tb, Eu, Sm and N are elements of the group Y, La, Gd, Yb, Lu, x + y = 2 and 0.001 < x <0.6 and 1.4 <y <1.999. Szintillatorelement nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die aktive Schicht eine Dicke zwischen 0,001 und 0,5 mm hat.Scintillator element according to one of claims 1 to 8, characterized in that the active layer has a thickness between 0.001 and 0.5 mm. Szintillatorelement nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die aktive Schicht strukturiert ist, wobei die Strukturierung vorzugsweise aus in die aktive Schicht eingebrachten Gräben besteht.Scintillator element according to one of claims 1 to 9, characterized in that the active layer is structured, the structuring preferably consists of introduced into the active layer trenches. Szintillatorelement nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Gräben eine Tiefe haben, die größer oder gleich der Dicke der aktiven Schicht ist.Scintillator element according to claim 10, characterized in that that the trenches have a depth that is greater or is equal to the thickness of the active layer. Szintillatorelement nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Strukturierung die Form eines regelmäßigen Gitters, vorzugsweise eines rechteckigen oder quadratischen Gitter einnimmt.Scintillator element according to claim 10 or 11, characterized characterized in that Structuring the form of a regular grid, preferably one rectangular or square grid occupies. Szintillatorelement nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Gräben eine Breite zwischen 0,1 und 20 μm und vorzugsweise < 5 μm haben.Scintillator element according to one of claims 9 to 11, characterized in that the trenches a width between 0.1 and 20 microns and preferably <5 μm. Szintillatorelement nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß benachbarte Gräben einen Abstand voneinander haben, der zwischen 1 und 500 μm liegt, vorzugsweise < 50 μm und besonders bevorzugt < 10 μm ist.Scintillator element according to one of claims 9 to 12, characterized in that adjacent trenches have a distance of between 1 and 500 μm, preferably <50 microns and especially preferably <10 microns. Szintillatorelement nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß auf der aktiven Schicht und/oder der passiven Trägerschicht eine reflexionsvermindernde Schicht aufgebracht ist.Scintillator element according to one of claims 1 to 13, characterized in that on the active layer and / or the passive carrier layer a reflection-reducing Layer is applied. Festkörperstrahlungsdetektor mit einem Szintillatorelement nach einem der Ansprüche 1 bis 14, einer Wandlereinrichtung zum Umwandeln von sichtbaren und/oder ultravioletten Licht in elektrische Signale und einer Abbildungsoptik, zur Abbildung der aktiven Schicht des Szintillatorelements auf die Wandlereinrichtung.Solid-state radiation detector with a scintillator element according to one of claims 1 to 14, a transducer means for converting visible and / or ultraviolet Light into electrical signals and an imaging optics, for illustration the active layer of the scintillator element on the transducer device.
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