DE112012003524T5

DE112012003524T5 - Ein Seltenerdelement enthaltende Szintillationsverbindung und ein Verfahren zu deren Herstellung

Info

Publication number: DE112012003524T5
Application number: DE112012003524.0T
Authority: DE
Inventors: Vladimir Ouspenski; Samuel Blahuta
Original assignee: Saint Gobain Cristaux and Detecteurs SAS
Current assignee: Luxium Solutions SAS
Priority date: 2011-09-22
Filing date: 2012-05-15
Publication date: 2014-06-12
Also published as: EP3623450B1; EP2758489A2; CN103975042A; EP4234659A3; EP2758489B1; WO2013041251A3; EP3091060B1; JP2014526587A; WO2013041251A2; EP4234659A2; EP3091060A1; WO2013041251A4; JP5984940B2; EP3623450A1

Abstract

Eine andere Szintillationsverbindung als ein Seltenerdsilikat kann ein Seltenerdelement enthalten, dass in zweiwertigem (RE2+), dreiwertigem (RE3+) oder vierwertigem Zustand (RE4+) vorliegt. Die Szintillationsverbindung kann ein weiteres Element enthalten, um ein besseres Gleichgewicht der Ladungen zu ermöglichen. Das weitere Element kann ein Hauptbestandteil der Szintillationsverbindung oder ein Dotierstoff oder ein Codotierstoff sein. Bei einer Ausführungsform kann ein Metallelement in einem dreiwertigem Zustand (M3+) durch RE4+ und ein Metallelement in einem zweiwertigem Zustand (M2+) ersetzt werden. In einer anderen Ausführungsform kann M3+ durch RE2+ und M4+ ersetzt werden. In einer weiteren Ausführungsform kann M2+ durch ein RE3+ und ein Metallelement in einem einwertigen Zustand (M1+) ersetzt werden. Das für das Gleichgewicht der elektronischen Ladung verwendete Metallelement kann einen einzigen Valenzzustand statt einer Mehrzahl von Valenzzuständen aufweisen, um dabei zu helfen, die Wahrscheinlichkeit zu reduzieren, dass sich der Valenzzustand während der Bildung der Szintillationsverbindung ändert.

Description

Gebiet der Offenbarung
Die vorliegende Offenbarung betrifft Szintillationsverbindungen, die Seltenerdelemente enthalten, Verfahren zu deren Herstellung sowie Vorrichtungen, die Szintillatoren mit derartigen Verbindungen umfassen.
Einschlägiger Stand der Technik
Szintillatoren können in der medizinischen Bildgebung sowie bei der Bohrlochmessung in der Öl- und Gasindustrie, sowie in der Umweltüberachung, in Sicherheitsanwendungen, sowie zur Analyse und für Anwendungen in der Kernphysik Anwendung finden. Szintillatoren umfassen Szintillationsverbindungen, die Seltenerdelemente umfassen, wobei das Seltenerdelement ein Dotierstoff oder Hauptbestandteil der Verbindung sein kann. Eine weitere Verbesserung der Szintillationsverbindungen ist wünschenswert.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Ausführungsformen werden beispielhaft und ohne Einschränkung in den beigefügten Zeichnungen veranschaulicht.
1 ist eine Darstellung einer Vorrichtung, umfassend einen Szintillator mit einer Szintillationsverbindung gemäß einer Ausführungsform.
2 zeigt ein Absorptionsspektrum einer geglühten Probe und einer anderen nicht geglühten Probe.
3 ist eine graphische Darstellung der Intensität der Thermolumineszenz einer geglühten Probe und einer anderen nicht geglühten Probe.
Dem Fachmann ist dabei klar, dass die Elemente in den Zeichnungen zur Vereinfachung sowie der Klarheit halber dargestellt sind und nicht immer maßstabgerecht gezeichnet wurden. Beispielsweise werden können die Dimensionen einiger der Elemente in den Zeichnungen relativ zu den übrigen Elementen übertrieben sein, um ein besseres Verständnis der Ausführungsformen der Erfindung zu vermitteln.
Ausführliche Beschreibung
Die nachfolgende Beschreibung soll in Verbindung mit den Zeichnungen zum Verständnis der vorliegend offenbarten Lehren beitragen. Die nachfolgende Diskussion konzentriert sich dabei auf bestimmte Ausgestaltungen und Ausführungsformen der Lehren. Dieser Fokus dient der Beschreibung der Lehren und ist nicht als Einschränkung des Umfangs oder der Anwendbarkeit der Lehren auszulegen.
Bevor Details der Ausführungsformen im Folgenden angesprochen werden, werden einige Begriffe definiert oder klargestellt. Gruppenzahlen, die Spalten des Periodensystems der Elemente entsprechen, verwenden die „neue Notation” des CRC Handbook of Chemistry and Physics, 81. Auflage (2000).
Vorliegend werden ein Farbraum den Vorgaben der Commission Internationale de l'éclairage („CIE”) 1976 nach als L*-, a*- und b*-Koordinaten ausgedrückt. Die drei Koordinaten stellen die Helligkeit der Farbe (L* = 0 ergibt Schwarz und L* = 100 ergibt diffuses Weiß; glänzendes Weiß kann höher sein), deren Position zwischen Rot/Magenta und Grün (a*, negative Werte zeigen Grün an, während positive Werte Magenta anzeigen) und deren Position zwischen Gelb und Blau (b*, negative Werte zeigen Blau an und positive Werte zeigen Gelb an).
Der Buchstabe „M” in Bezug auf ein bestimmtes Element in einer Verbindung soll ein metallisches Element kennzeichnen. Beispielsweise wird mit M²⁺ ein zweiwertiges Metall dargestellt. M³⁺ stellt ein dreiwertiges Metall dar, das bei einer Ausführungsform ein Seltenerdelement und bei einer anderen Ausführungsform ein anderes dreiwertiges Metall als ein Seltenerdelement, wie zum Beispiel Al, Ga, Sc, In oder dergleichen sein kann.
Unter dem Begriff „Hauptbestandteil” ist in Bezug auf ein bestimmtes Element in einer Verbindung zu verstehen, dass das Element als Teil der molekularen Formel der Verbindung, und nicht als ein Dotierstoff, vorliegt. Ein Dotierstoff in einer Verbindung liegt typischerweise nicht mehr als 5 Atom-% vor. Beispielsweise enthält Ce-dotiertes LaBr₃ (LaBr₃:Ce) als Hauptbestandteile La und Br und Ce nicht als Hauptbestandteil, sondern als Dotierstoff.
Unter dem Begriff „seltene Erde” oder „Seltenerdelement” sind Y, La und die Lanthanide (Ce bis Lu) des Periodensystems der Elemente zu verstehen. In chemischen Formeln kann ein Seltenerdelement mit „RE” gekennzeichnet werden. Seltenerdelemente liegen in dreiwertigem Zustand vor, sofern nicht ausdrücklich etwas anderes angegeben wird. So können RE (ohne Valenzzustandsbezeichnung) und RE³⁺ gleichbedeutend verwendet werden.
Im vorliegenden Sinne ist unter den Begriffen „beinhaltet”, „beinhaltend”, „enthält”, „enthaltend”, „umfasst”, „umfassend” und jeglicher weiteren Variante davon eine nichtexklusive Inklusion zu verstehen. Ein Prozess, Verfahren, Artikel oder Apparat, der zum Beispiel eine Reihe von Merkmalen umfasst, ist nicht unbedingt nur auf diese Merkmale beschränkt, sondern kann andere Merkmale aufweisen, die nicht ausdrücklich aufgezählt sind oder einem solchen Prozess, Verfahren, Artikel oder Apparat inherent sind. Ferner ist, sofern das Gegenteil nicht ausdrücklich bestimmt ist, „oder” im inklusiven und nicht im exklusiven Sinne auszulegen. Eine Bedingung A oder B wird zum Beispiel durch eine beliebige der nachfolgenden Varianten erfüllt: A ist zutreffend (bzw. vorhanden) und B ist unzutreffend (bzw. nicht vorhanden), A ist unzutreffend (bzw. nicht vorhanden) und B ist zutreffend (bzw. vorhanden), und sowohl A als auch B sind zutreffend (bzw. vorhanden).
Mit dem unbestimmten Artikel werden vorliegend beschriebene Elemente und Komponenten beschrieben. Dies entspricht reinen Einfachheitserwägungen und soll lediglich ein allgemeines Gefühl für den Umfang der Erfindung vermitteln. Diese Beschreibung ist dahingehend auszulegen, dass 1 bzw. mindestens 1 umfasst wird; ausserdem umfasst die Einzahl auch die Mehrzahl, oder umgekehrt, sofern nicht offensichtlich etwas anderes gemeint ist.
Sofern nicht anders definiert, haben alle vorliegend verwendeten technischen und wissenschaftlichen Begriffe dieselbe Bedeutung, die dem allgemeinen Verständnis des Fachmannes auf dem erfindungsrelevanten Fachgebiet entspricht. Die Materialien, Methoden und Beispiele dienen lediglich der Veranschaulichung, und sind nicht als Einschränkung aufzufassen. Sofern sie vorliegend nicht ausdrücklich beschrieben werden, sind zahlreiche Einzelheiten über konkrete Materialien und Verarbeitungsvorgänge konventionell und sind Lehrbüchern und sonstigen Quellen im Fachgebiet der Szintillation und Strahlungsmesstechnik zu entnehmen.
Ein Szintillator kann eine Szintillationsverbindung enthalten, die ein Seltenerdelement umfasst. Das Seltenerdelement kann dabei in der Szintillationsverbindung als Hauptbestandteil oder als Dotierstoff vorliegen. In einer konkreten Szintillationsverbindung kann ein konkretes Seltenerdelement ein Bestandteil, und ein anderes Seltenerdelement ein Dotierstoff sein. Beispielsweise enthält Cs₂LiLuCl₆:Ce Lu als Hauptbestandteil und Ce als Dotierstoff. Sofern es als Dotierstoff vorliegt, kann das Stelenerdelement in einer Szintillationsverbindung bei einer Ausführungsform mindestens etwa 1000 Atom-ppm oder mindestens etwa 5000 Atom-ppm, und bei einer anderen Ausführungsform höchstens etwa 200.000 Atom-ppm oder höchstens etwa 100.000 Atom-ppm vorliegen.
Die Seltenerdelemente können in dreiwertigem Zustand vorliegen. Einige der Seltenerdelemente, wie zum Beispiel Ce, Pr und Tb, können in vierwertigem Zustand vorliegen, und andere Seltenerdelemente, wie zum Beispiel Nd, Sm, Eu, Dy, Tm und Yb, können einen zweiwertigen Zustand umfassen. Solche Elemente können im Rahmen des Szintillationsmechanismus der Szintillationsverbindung nützlich sein. Durch das Vorsehen einer erheblichen Menge eines Seltenerdelements in zwei- oder vierwertigem Zustand kann ein Schritt im Szintillationsverfahren wegfallen.
Liegt das Seltenerdelement in zwei- oder vierwertigem Zustand in einer übermäßigen Menge vor, kann es zu einem Ungleichgewicht der elektronischen Ladung sowie womöglich auch Elektronen- oder Lochfallen und sonstigen unerwünschten Wirkungen kommen. Ein Ungleichgewicht der elektronischen Ladung kann als Veränderung der Farbe des Kristalls zu erkennen sein. Eine im Wesentlichen klare Szintillationsverbindung kann bei einer optischen Untersuchung gelber oder orangefarbener werden. Zur Aufrechterhaltung des Gleichgewichts der elektronischen Ladung kann ein anderes Element in einem anderen Valenzzustand vorliegen, um die Gesamtladung in der Szintillationsverbindung auszugleichen. Theoretisch kann ein Hauptbestandteil ganz durch das Seltenerdelement in zwei-, drei- oder vierwertigem Zustand und ein anderes Element in ein-, zwei- oder vierwertigem Zustand ersetzt werden.
Obwohl dies nicht erforderlich ist, kann ein solches anderes Element nur einen Valenzzustand aufweisen, damit das Seltenerdelement in seinem gewünschten Valenzzustand bleibt. Beispielsweise liegen die Elemente der Gruppe 2 sowie Zn in zweiwertigem Zustand vor und weisen keinen ein- oder dreiwertigen Zustand auf. Anders als die Elemente der Gruppe 2 und Zn weisen andere metallische Elemente, zum Beispiel Cu, Ti, Fe und viele der Seltenerdelemente, mehr als einen Valenzzustand auf. Obwohl solche anderen metallischen Elemente nicht ausgeschlossen sind, kann ihr Vorliegen zu einer unerwünschten Redox(Reduktions-Oxidations)-Reaktion führen. Ce⁴⁺ + Fe²⁺ ↔ Ce³⁺ + Fe³⁺
In der obigen Gleichung kann Ce⁴⁺ gewünscht sein, die Redox-Reaktion kann aber die Konzentration des Ce⁴⁺ in der Szintillationsverbindung senken, und eine solche reduzierte Konzentration ist womöglich unerwünscht.
Szintillationsverbindungen im vorliegenden Sinne können eine hohe Lichtleistung, geringere Energieauflösung, längeres Nachglühen, bessere Verhältnismäßigkeit, kürzere Abklingzeit oder eine Kombination davon aufweisen als eine entsprechende Szintillationsverbindung, bei der das/die Seltenerdelement(e) nur in dreiwertigem Zustand vorliegt/vorliegen und keine weiteren Elemente zur Beeinflussen der elektronischen Ladung hinzugefügt werden.
1. Ersatz eines M³⁺-Hauptbestandteils oder -Dotierstoffs durch RE⁴⁺ und M²⁺
Ein metallisches Element in dreiwertigem Zustand (generell als M³⁺ notiert), das ein Seltenerdelement in dreiwertigem Zustand umfassen kann, oder auch nicht, kann in einer Szintillationsverbindung Hauptbestandteil oder Dotierstoff sein, und kann durch ein Seltenerdelement in vierwertigem Zustand (RE⁴⁺) und ein Element in zweiwertigem Zustand (M²⁺), wie zum Beispiel ein Element der Gruppe 2 (Erdalkalimetalle), Zn oder eine Kombination davon, ersetzt werden. Lu₃Al₅O₁₂:Ce ist eine Szintillatorverbindung, bei dem Lu, Al oder Ce ganz oder teilweise durch eine Kombiantion aus RE⁴⁺ und M²⁺ ersetzt werden können. In einem nicht einschränkenden Beispiel kann die Szintillatorverbindung als Lu_(3-x-y)RE⁴⁺ _xCa_yAl₅O₁₂ dargestellt werden. RE⁴⁺ kann ein einziges Seltenerdelement oder eine Kombination aus Seltenerdelementen in vierwertigem Zustand darstellen. In einem konkreten Beispiel kann RE⁴⁺ Ce⁴⁺, Pr⁴⁺, Tb⁴⁺ oder eine Kombination davon sein. Ca kann durch ein anderes Element der Gruppe 2, wie zum Beispiel Mg, Ba, Sr oder Zn, ganz oder teilweise ersetzt werden. Ein Teil des Al kann durch eine Kombination aus RE⁴⁺ und Ca anstelle von oder zusätzlich zu Lu ersetzt werden.
Bei einer Ausführungsform können die Werte von x und y derart gewählt werden, dass RE⁴⁺, M²⁺ oder beide mindestens etwa 10 Atom-ppm, mindestens etwa 11 Atom-ppm, mindestens etwa 20 Atom-ppm, mindestens etwa 50 Atom-ppm, mindestens etwa 60 Atom-ppm, mindestens etwa 110 Atom-ppm, mindestens etwa 150 Atom-ppm oder mindestens etwa 200 Atom-ppm der Szintillationsverbindung beträgt/betragen. Bei einer konkreten Ausführungsform kann/können RE⁴⁺, M²⁺ oder beide mindestens etwa 20 Atom-ppm betragen, da der Vorteil der Verwendung des/der Dotierstoffs/Dotierstoffe womöglich erheblich sein kann, und bei einer weiteren konkreten Ausführungsform kann/können RE⁴⁺, M²⁺ oder beide in bestimmten Verbindungen, bei denen ein Aktivator in höherer Konzentration verwendet wird, mindestens 110 Atom-ppm betragen. Bei einer weiteren Ausführungsform können die Werte von x und y derart gewählt werden, dass das Seltenerdelement im vierwertigen Zustand, das Element im zweiwertigen Zustand oder beide höchstens etwa 5 Atom-%, höchstens etwa 5000 Atom-ppm, höchstens etwa 2000 Atom-ppm, höchstens etwa 1500 Atom-ppm, höchstens etwa 900 Atom-ppm, höchstens etwa 800 Atom-ppm, höchstens etwa 700 Atom-ppm, höchstens etwa 600 Atom-ppm oder höchstens etwa 500 Atom-ppm der Szintillationsverbindung beträgt/betragen. Bei einer konkreten Ausführungsform kann/können RE⁴⁺, M²⁺ oder beide höchstens etwa 5000 Atom-ppm betragen, da sich eine gesonderte Phase in der Szintillationsverbindung bilden kann, und bei einer weiteren konkreten Ausführungsform kann/können RE⁴⁺, M²⁺ oder beide höchstens etwa 900 Atom-ppm betragen, da aufgrund des Segregationskoeffizienten einer bestimmten Szintillationsverbindung die Eingliederung höherer Mengen schwierig sein kann. Bei noch einer weiteren Ausführungsform kann/können RE⁴⁺, M²⁺ oder beide höchstens etwa 500 Atom-ppm in konkreten Verbindungen betragen, die keine relativ hohe Konzentration eines Aktivators benötigen.
RE⁴⁺ und M²⁺ können in gleichen Atommengen hinzugegeben werden; gleiche Mengen an RE⁴⁺ und M²⁺ sind jedoch nicht erforderlich. Bei einer weiteren Ausführungsform beträgt auf relativer Grundlage ein Verhältnis von RE⁴⁺:M²⁺ mindestens etwa 1:90, mindestens etwa 1:50, mindestens etwa 1:20, mindestens etwa 1:9, mindestens etwa 1:5, mindestens etwa 1:3, mindestens etwa 1:2, mindestens etwa 1:1,5 oder mindestens etwa 1:1,1. Bei noch einer weiteren Ausführungsform beträgt ein Verhältnis von RE⁴⁺:M²⁺ auf relativer Basis höchstens etwa 90:1, höchstens etwa 50:1, höchstens etwa 20:1, höchstens etwa 9:1, höchstens etwa 5:1, höchstens etwa 3:1, höchstens etwa 2:1, höchstens etwa 1,5:1 oder höchstens etwa 1,1:1. Bei einer konkreten Ausführungsform kann das Verhältnis RE⁴⁺:M²⁺ im Bereich von etwa 1:3 bis etwa 3:1 liegen, um ein annehmbares Gleichgewicht der Ladung in der Szintillationsverbindung aufrechtzuerhalten. Bei einer konkreteren Ausführungsform kann das Verhältnis RE⁴⁺:M²⁺ im Bereich von etwa 1:1,5 bis etwa 1,5:1 liegen, um ein noch besseres Gleichgewicht der Ladung in der Szintillationsverbindung zu ergeben.
Außerdem kann bei Gd₃Al₅O₁₂:Ce die Dotierung mit Ce ganz oder teilweise durch RE⁴⁺ und M²⁺ ersetzt werden. Ist RE Ce, kann die Menge an Ce⁴⁺ als Bruchteil des Gesamtgehalts an Cer ausgedrückt werden. Bei einer Ausführungsform stellt Ce⁴⁺ mindestens etwa 5%, mindestens etwa 11%, mindestens etwa 15%, mindestens etwa 20%, mindestens etwa 35% oder mindestens etwa 30% des Gesamtgehalts an Cer (Ce³⁺ und Ce⁴⁺) in der Szintillationsverbindung dar. Bei einer konkreten Ausführungsform kann eine Verbesserung der Szintillationseigenschaften nachgewiesen werden, wenn Ce⁴⁺ mindestens etwa 5% des Gesamtgehalts an Cer darstellt, und die Verbesserung wird erheblicher, wenn Ce⁴⁺ mindestens 30% des Gesamtgehalts an Cer darstellt. Bei einer weiteren Ausführungsform stellt Ce⁴⁺ höchstens 100%, höchstens etwa 90%, höchstens etwa 75%, höchstens etwa 50%, höchstens etwa 40%, höchstens etwa 30%, höchstens etwa 25%, höchstens etwa 20%, höchstens etwa 15% oder höchstens etwa 9% des Gesamtgehalts an Cer in der Szintillationsverbindung dar. Bei einer konkreten Ausführungsform kann eine Verbesserung der Szintillationseigenschaften am größten sein, wenn Ce⁴⁺ mindestens etwa 100% des Gesamtgehalts an Cer darstellt, und die Verbesserung kann ebenso erheblich sein, wenn Ce⁴⁺ mindestens 90% des Gesamtgehalts an Cer darstellt.
Bei einer weiteren Ausführungsform kann kein anderes zweiwertiges Metallatom hinzugegeben werden, da ein derartiges zweiwertiges Metallatom als Hauptbestandteil vorliegen kann. Beispielsweise weist BaLaB₇O₁₃ bereits ein zweiwertiges metallisches Element auf, nämlich Ba, das in der Szintillationsverbindung vorliegt. Bei dieser Ausführungsform kann ein Teil des La durch RE⁴⁺ ersetzt werden. Beispielsweise kann BaLa_(1-x)RE⁴⁺ _xB₇O₁₃ eine Beispielverbindung sein. Da ein zweiwertiges Element bereits vorliegt, muss also womöglich kein weiteres Ba hinzugegeben werden.
Offensichtlich ist der Ersatz von M³⁺ durch RE⁴⁺ und M²⁺ nicht auf die konkreten oben beschriebenen Szintillationsverbindungen beschränkt. Beispielsweise kann bei einer YAG-Zusammensetzung ein Teil des Y durch eine Kombination aus RE⁴⁺ und M²⁺ in Form von Codotierstoffen wie zum Beispiel Y₃Al₅O₁₂:Pr⁴⁺,Ca ersetzt werden. Nachfolgend werden noch weitere Szintillationsverbindungen beschrieben, und bei solchen anderen Szintillationsverbindungen kann ein konkretes bzw. eine Kombination aus metallischen Elementen in dreiwertigem Zustand ganz oder teilweise durch ein Seltenerdelement in vierwertigem Zustand und ein metallisches Element in zweiwertigem Zustand ersetzt werden.
2. Ersatz eines M³⁺-Hauptbestandteils oder -Dotierstoffs durch RE²⁺ und M⁴⁺
Ein Seltenerdelement oder sonstiges dreiwertiges Element kann in einer Szintillationsverbindung Hauptbestandteil oder Dotierstoff sein und durch ein Seltenerdelement in zweiwertigem Zustand (RE²⁺) und ein Element in vierwertigem Zustand (M⁴⁺) wie zum Beispiel Zr, Hf oder eine Kombination davon, ersetzt werden. BaAl₁₀MgO₁₇ ist eine Szintillationsverbindung, bei der das Al ganz oder teilweise durch eine Kombination aus RE²⁺ und M⁴⁺ ersetzt werden kann. In einem nicht einschränkenden Beispiel kann die Szintillationsverbindung als BaAl_(10-x-y)RE²⁺ _xHf_yMgO₁₇ dargestellt werden. RE²⁺ kann ein einziges Seltenerdelement oder eine Kombination aus Seltenerdelementen in zweiwertigem Zustand darstellen. In einem konkreten Beispiel kann RE²⁺ Nd²⁺, Sm²⁺, Eu²⁺, Dy²⁺, Tm²⁺, Yb²⁺ oder eine Kombination davon sein. Hf kann durch Zr ganz oder teilweise ersetzt werden.
Bei einer Ausführungsform können die Werte von x und y derart gewählt werden, dass RE²⁺, M⁴⁺ oder beide mindestens etwa 10 Atom-ppm, mindestens etwa 11 Atom-ppm, mindestens etwa 20 Atom-ppm, mindestens etwa 50 Atom-ppm, mindestens etwa 110 Atom-ppm, mindestens etwa 150 Atom-ppm oder mindestens etwa 200 Atom-ppm der Szintillationsverbindung beträgt/betragen. Bei einer konkreten Ausführungsform können RE²⁺, M⁴⁺ oder beide mindestens etwa 20 Atom-ppm betragen, da der Vorteil der Verwendung des/der Dotierstoffs/Dotierstoffe womöglich erheblich sein kann, und bei einer weiteren konkreten Ausführungsform können RE²⁺, M⁴⁺ oder beide in bestimmten Verbindungen, bei denen ein Aktivator in höherer Konzentration verwendet wird, mindestens etwa 110 Atom-ppm betragen. Bei einer weiteren Ausführungsform können die Werte von x und y derart gewählt werden, dass das Seltenerdelement im vierwertigen Zustand, das Element im zweiwertigen Zustand oder beide höchstens etwa 5 Atom-%, höchstens etwa 5000 Atom-ppm, höchstens etwa 2000 Atom-ppm, höchstens etwa 1500 Atom-ppm, höchstens etwa 900 Atom-ppm, höchstens etwa 800 Atom-ppm, höchstens etwa 700 Atom-ppm, höchstens etwa 600 Atom-ppm oder höchstens etwa 500 Atom-ppm der Szintillationsverbindung beträgt/betragen. Bei einer konkreten Ausführungsform können RE²⁺, M⁴⁺ oder beide höchstens etwa 5000 Atom-ppm betragen, da sich eine gesonderte Phase in der Szintillationsverbindung bilden kann, und bei einer weiteren konkreten Ausführungsform können RE²⁺, M⁴⁺ oder beide höchstens etwa 900 Atom-ppm betragen, da aufgrund des Segregationskoeffizienten einer bestimmten Szintillationsverbindung die Eingliederung höherer Mengen schwierig sein kann. Bei noch einer weiteren Ausführungsform können RE²⁺, M⁴⁺ oder höchstens etwa 500 Atom-ppm in konkreten Verbindungen betragen, die keine relativ hohe Konzentration eines Aktivators benötigen.
RE²⁺ und M⁴⁺ können in gleichen Atommengen hinzugegeben werden; gleiche Mengen an RE²⁺ und M⁴⁺ sind jedoch nicht erforderlich. Bei einer weiteren Ausführungsform beträgt auf relativer Grundlage ein Verhältnis von RE²⁺:M⁴⁺ mindestens etwa 1:90, mindestens etwa 1:50, mindestens etwa 1:20, mindestens etwa 1:9, mindestens etwa 1:5, mindestens etwa 1:3, mindestens etwa 1:2, oder mindestens etwa 1:1,5 oder mindestens etwa 1:1,1. Bei noch einer weiteren Ausführungsform beträgt ein Verhältnis von RE²⁺:M⁴⁺ auf relativer Basis höchstens etwa 90:1, höchstens etwa 50:1, höchstens etwa 20:1, höchstens etwa 9:1, höchstens etwa 5:1, höchstens etwa 3:1, höchstens etwa 2:1, höchstens etwa 1,5:1 oder höchstens etwa 1,1:1. Bei einer konkreten Ausführungsform kann das Verhältnis RE²⁺:M⁴⁺ im Bereich von etwa 1:3 bis etwa 3:1 liegen, um ein annehmbares Gleichgewicht der Ladung in der Szintillationsverbindung aufrechtzuerhalten. Bei einer konkreteren Ausführungsform kann das Verhältnis RE²⁺:M⁴⁺ im Bereich von etwa 1:1,5 bis etwa 1,5:1 liegen, um ein noch besseres Gleichgewicht der Ladung in der Szintillationsverbindung zu ergeben.
Außerdem kann bei BaAl₁₀MgO₁₇:Eu die Dotierung mit Eu ganz oder teilweise durch RE²⁺ und M⁴⁺ ersetzt werden. Ist RE²⁺ Eu²⁺, kann die Menge an Eu²⁺ als Bruchteil des Gesamtgehalts an Europium ausgedrückt werden. Bei einer Ausführungsform stellt Eu²⁺ mindestens etwa 5%, mindestens etwa 11%, mindestens etwa 15%, mindestens etwa 20%, mindestens etwa 35% oder mindestens etwa 30% des Gesamtgehalts an Europium (Eu²⁺ und Eu³⁺) in der Szintillationsverbindung dar. Bei einer konkreten Ausführungsform kann eine Verbesserung der Szintillationseigenschaften nachgewiesen werden, wenn Eu²⁺ mindestens etwa 5% des Gesamtgehalts an Europium darstellt, und die Verbesserung wird erheblicher, wenn RE²⁺ mindestens 30% des Gesamtgehalts an Europium darstellt. Bei einer weiteren Ausführungsform stellt Eu²⁺ höchstens 100%, höchstens etwa 90%, höchstens etwa 75%, höchstens etwa 50%, höchstens etwa 40%, höchstens etwa 30%, höchstens etwa 25%, höchstens etwa 20%, höchstens etwa 15% oder höchstens etwa 9% des Gesamtgehalts an Europium in der Szintillationsverbindung dar. Bei einer anderen konkreten Ausführungsform kann eine Verbesserung der Szintillationseigenschaften am größten sein, wenn Eu²⁺ mindestens etwa 100% des Gesamtgehalts an Europium darstellt, und die Verbesserung kann ebenso erheblich sein, wenn Eu²⁺ mindestens 90% des Gesamtgehalts an Europium darstellt.
Bei einer weiteren Ausführungsform kann kein anderes vierwertiges Metallatom hinzugegeben werden, da ein derartiges vierwertiges Metallatom als Hauptbestandteil vorliegen kann. Beispielsweise weist CaHfO₃ bereits ein vierwertiges metallisches Element auf, d. h. Hf, das in der Szintillationsverbindung vorliegt. Bei dieser Ausführungsform kann RE²⁺ durch einen Teil des Ca ersetzt werden. Beispielsweise kann Ca_(1-x)RE²⁺ _xHfO₃ eine Beispielverbindung sein. Da ein vierwertiges Element bereits vorliegt, muss also womöglich kein weiteres Hf hinzugegeben werden.
Offensichtlich ist der Ersatz von M³⁺ durch RE²⁺ und M⁴⁺ nicht auf die konkreten oben beschriebenen Szintillationsverbindungen beschränkt. Beispielsweise kann bei GdCl₃ ein Teil des Gd durch eine Kombination aus RE²⁺ und M⁴⁺ in Form von Codotierstoffen wie zum Beispiel GdCl₃:Eu²⁺,Zr ersetzt werden. Nachfolgend werden noch weitere Szintillationsverbindungen beschrieben, und bei solchen anderen Szintillationsverbindungen kann ein konkretes bzw. eine Kombination aus metallischen Elementen in dreiwertigem Zustand ganz oder teilweise durch ein Seltenerdelement in zweiwertigem Zustand und ein metallisches Element in vierwertigem Zustand ersetzt werden.
3. Ersatz eines M²⁺-Hauptbestandteils oder -Dotierstoffs durch RE³⁺ und M¹⁺
Ein Element der Gruppe 2 liegt in zweiwertigem Zustand vor und kann Hauptbestandteil in einer Szintillationsverbindung sein. Das Element der Gruppe 2 kann teilweise durch eine Kombination aus RE³⁺ und M¹⁺, wie zum Beispiel ein Element der Gruppe 1 (Alkalimetall), Ag oder eine Kombination davon, ersetzt werden. BaFI ist ein Beispiel einer Szintillatorverbindung. Das Ba kann zum Teil durch RE³⁺ und M¹⁺ ersetzt werden. In einem nicht einschränkenden Beispiel kann die Szintillatorverbindung als Ba_(1-x-y)RE³⁺ _xK_yFI dargestellt werden. RE³⁺ kann ein einziges Seltenerdelement oder eine Kombination aus Seltenerdelementen in dreiwertigem Zustand darstellen. K kann ganz oder teilweise durch ein anderes Element der Gruppe 1 oder Ag ersetzt werden.
Bei einer Ausführungsform können die Werte von x und y derart gewählt werden, dass RE³⁺, M¹⁺ oder beide mindestens etwa 10 Atom-ppm, mindestens etwa 11 Atom-ppm, mindestens etwa 20 Atom-ppm, mindestens etwa 50 Atom-ppm, mindestens etwa 110 Atom-ppm, mindestens etwa 150 Atom-ppm oder mindestens etwa 200 Atom-ppm der Szintillationsverbindung beträgt/betragen. Bei einer konkreten Ausführungsform können RE³⁺, M¹⁺ oder beide mindestens etwa 20 Atom-ppm betragen, da der Vorteil der Verwendung des Dotierstoffs/der Dotierstoffe womöglich erheblich sein kann, und bei einer weiteren konkreten Ausführungsform können RE³⁺, M¹⁺ oder beide in bestimmten Verbindungen, bei denen ein Aktivator in höherer Konzentration verwendet wird, mindestens etwas 100 Atom-ppm betragen. Bei einer weiteren Ausführungsform können die Werte von x und y derart gewählt werden, dass das Seltenerdelement im vierwertigen Zustand, das Element im zweiwertigen Zustand oder beide höchstens etwa 5 Atom-%, höchstens etwa 5000 Atom-ppm, höchstens etwa 2000 Atom-ppm, höchstens etwa 1500 Atom-ppm, höchstens etwa 900 Atom-ppm, höchstens etwa 800 Atom-ppm, höchstens etwa 700 Atom-ppm, höchstens etwa 600 Atom-ppm oder höchstens etwa 500 Atom-ppm der Szintillationsverbindung beträgt. Bei einer konkreten Ausführungsform können RE³⁺, M¹⁺ oder beide höchstens etwa 5000 Atom-ppm betragen, da sich eine gesonderte Phase in der Szintillationsverbindung bilden kann, und bei einer weiteren konkreten Ausführungsform können RE³⁺, M¹⁺ oder beide höchstens etwa 900 Atom-ppm betragen, da aufgrund des Segregationskoeffizienten einer bestimmten Szintillationsverbindung die Eingliederung höherer Mengen schwierig sein kann. Bei noch einer weiteren Ausführungsform können RE³⁺, M¹⁺ oder beide höchstens etwa 500 Atom-ppm in konkreten Verbindungen betragen, die keine relativ hohe Konzentration eines Aktivators benötigen.
RE und M¹⁺ können in gleichen Atommengen hinzugegeben werden; gleiche Mengen an RE und M¹⁺ sind jedoch nicht erforderlich. Bei einer weiteren Ausführungsform beträgt auf relativer Grundlage ein Verhältnis von RE³⁺:M¹⁺ mindestens etwa 1:90, mindestens etwa 1:50, mindestens etwa 1:20, mindestens etwa 1:9, mindestens etwa 1:5, mindestens etwa 1:3, mindestens etwa 1:2, oder mindestens etwa 1:1,5 oder mindestens etwa 1:1,1. Bei noch einer weiteren Ausführungsform beträgt ein Verhältnis von RE³⁺:M¹⁺ auf relativer Basis höchstens etwa 90:1, höchstens etwa 50:1, höchstens etwa 20:1, höchstens etwa 9:1, höchstens etwa 5:1, höchstens etwa 3:1, höchstens etwa 2:1, oder höchstens etwa 1,5:1 oder höchstens etwa 1,1:1. Bei einer konkreten Ausführungsform kann das Verhältnis RE³⁺:M¹⁺ im Bereich von etwa 1:3 bis etwa 3:1 liegen, um ein annehmbares Gleichgewicht der Ladung in der Szintillationsverbindung aufrechtzuerhalten. Bei einer konkreteren Ausführungsform kann das Verhältnis RE³⁺:M¹⁺ im Bereich von etwa 1:1,5 bis etwa 1,5:1 liegen, um ein noch besseres Gleichgewicht der Ladung in der Szintillationsverbindung zu ergeben.
Außerdem kann bei BaFI:Eu²⁺ die Dotierung mit Eu²⁺ ganz oder teilweise durch RE³⁺ und M¹⁺ ersetzt werden. Ist RE³⁺ Eu³⁺, kann die Menge an Eu³⁺ als Bruchteil des Gesamtgehalts an Europium ausgedrückt werden. Bei einer Ausführungsform stellt Eu³⁺ mindestens etwa 5%, mindestens etwa 11%, mindestens etwa 15%, mindestens etwa 20%, mindestens etwa 35% oder mindestens etwa 30% des Gesamtgehalts an Europium in der Szintillationsverbindung dar. Bei einer konkreten Ausführungsform kann eine Verbesserung der Szintillationseigenschaften nachgewiesen werden, wenn Eu³⁺ mindestens etwa 5% des Gesamtgehalts an Europium darstellt, und die Verbesserung wird erheblicher, wenn Eu³⁺ mindestens etwa 30% des Gesamtgehalts an Europium darstellt. Bei einer weiteren Ausführungsform stellt Eu³⁺ höchstens 100%, höchstens etwa 90%, höchstens etwa 75%, höchstens etwa 50%, höchstens etwa 40%, höchstens etwa 30%, höchstens etwa 25%, höchstens etwa 20%, höchstens etwa 15% oder höchstens etwa 9% des Gesamtgehalts an Europium in der Szintillationsverbindung dar. Bei einer weiteren konkreten Ausführungsform kann eine Verbesserung der Szintillationseigenschaften am größten sein, wenn Eu³⁺ mindestens etwa 100% des Gesamtgehalts an Europium darstellt, und die Verbesserung kann ebenso erheblich sein, wenn Eu³⁺ mindestens etwa 90% des Gesamtgehalts an Europium darstellt.
Bei einer weiteren Ausführungsform kann kein anderes einwertiges Metallatom hinzugegeben werden, da ein derartiges einwertiges Metallatom als Hauptbestandteil vorliegen kann. Beispielsweise weist BaKPO₄ bereits ein einwertiges metallisches Element auf, d. h. K, das in der Szintillationsverbindung vorliegt. Bei dieser Ausführungsform kann ein Teil des Ba durch RE³⁺ ersetzt werden. Beispielsweise kann Ba_(1-x)RE³⁺ _xKPO₄ eine Beispielverbindung sein. Da ein einwertiges Element bereits vorliegt, muss also womöglich kein weiteres K hinzugegeben werden.
Offensichtlich ist der Ersatz von M²⁺ durch RE³⁺ und M¹⁺ nicht auf die konkreten oben beschriebenen Szintillationsverbindungen beschränkt. Beispielsweise kann bei NaSrPO₄ ein Teil des Sr durch eine Kombination aus RE³⁺ und M¹⁺ in Form von Codotierstoffen wie zum Beispiel NaSrPO₄:Eu³⁺,K ersetzt werden. Nachfolgend werden noch weitere Szintillationsverbindungen beschrieben, und bei solchen anderen Szintillationsverbindungen kann ein konkretes bzw. eine Kombination aus metallischen Elementen in zweiwertigem Zustand ganz oder teilweise durch ein Seltenerdelement in dreiwertigem Zustand und ein metallisches Element in einwertigem Zustand ersetzt werden.
Der RE²⁺-, RE³⁺- und RE⁴⁺-Gehalt kann durch XANES (X-Ray Absorption Near-Edge Spectroscopy) gemessen werden. Diese Messung kann mit Synchrotrongeräten vorgenommen werden. Ein Röntgenstrahl durchläuft die Probe und eine oder mehrere Referenzen, die nur RE²⁺, RE³⁺ oder RE⁴⁺ enthalten. Die resultierenden XANES-Spektren der Probe lassen sich ohne Schwierigkeiten mit einer linearen Kombination aus den gewählten Referenzen versehen, um das Vorhandensein von RE²⁺, RE³⁺, RE⁴⁺ oder einer Kombination davon zu bestätigen und den relativen Gehalt an RE²⁺, RE³⁺ und RE⁴⁺ zu messen. Für Cer kann CeF₃ oder Ce(NO₃)₃ als Ce³⁺-Referenz, und CeO₂ als Ce⁴⁺-Referenz verwendet werden. Eine andere Möglichkeit zur Bestimmung des Vorhandenseins von Ce⁴⁺ kann die Messung der Absorption (auch optische Dichte genannt) eines Kristalls und die Ermittlung eines Verhältnisses der Absorption des Kristalls bei 357 nm zur Absorption des Kristalls bei 280 nm, das als A₃₅₇/A₂₈₀ ausgedrückt wird, umfassen.
4. Beispielverbindungen
Die oben beschriebenen Konzepte finden auf zahlreiche unterschiedliche Szintillationsverbindungen Anwendung. Vorliegend werden viele unterschiedliche Formeln für Szintillationsverbindungen vorgestellt. Konkrete Notationen werden für bestimmte Arten von Elementen verwendet. Beispielsweise kann mit RE ein einziges Seltenerdelement oder eine Kombination aus Seltenerdelementen dargestellt werden, und mit Ln kann ein einziges Seltenerdelement oder eine Kombination aus Seltenerdelementen dargestellt werden, die sich von RE unterscheidet. Mit M kann ein einziges Metallelement oder eine Kombination aus Metallelementen dargestellt werden. In den nachfolgenden Formeln kann M ein oder mehrere Seltenerdelemente enthalten; alternativ kann M in den nachfolgenden Formeln auch kein Seltenerdelement enthalten. In Formeln, bei denen ein Valenzzustand angegeben wird, kann ein entsprechendes Element nur diesen Valenzzustand aufweisen (zum Beispiel M²⁺ kann ein Erdalkalielement, M⁴⁺ hingegen Hf oder Zr sein).
Bei einer Ausführungsform kann es sich bei der Szintillationsverbindung um ein Metallhalogenid handeln. Das Metallhalogenid kann ein Halogenid der Gruppe 2 oder ein Seltenerdhalogenid sein. Die Szintillationsverbindung kann ein gemischtes Metallhalogenid sein, bei dem das gemischte Metallhalogenid als Hauptbestandteile eine Kombination aus Metallen enthält. Bei einer Ausführungsform kann das gemischte Metallhalogenid ein Seltenerdmetallhalogenid der Gruppe 1 und ein Seltenerdmetallhalogenid der Gruppe 2 enthalten. In einem weiteren Beispiel kann ein gemischtes Metallhalogenid ein Metallhalogenid der Gruppe 2-X1-X2 enthalten, wobei X1 und X2 unterschiedliche Halogene darstellen (zum Beispiel BaBrI).
Es folgen nicht einschränkende Beispielformeln für Verbindungsfamilien. M1²⁺ _(1-x-y)RE³⁺ _xM2¹⁺ _yX₂ (Formel 1), wobei:
M1²⁺ ein zweiwertiges Metallelement ist;
M2¹⁺ ein einwertiges Metallelement ist;
RE³⁺ ein dreiwertiges Seltenerdelement ist;
X ein Halogen ist;
x und y jeweils größer als oder gleich 0 und kleiner als oder gleich 0,2 sind; und
(x + y) größer als oder gleich 0,0001 und kleiner als 0,2 ist. RE1³⁺ _(1-a-b)RE2⁴⁺ _aM²⁺ _bX₃ (Formel 2), wobei:
M²⁺ ein zweiwertiges Metallelement ist;
RE1³⁺ ein dreiwertiges Seltenerdelement ist;
RE2⁴⁺ ein vierwertiges Seltenerdelement ist;
X ein Halogen ist;
a und b jeweils größer als oder gleich 0 und kleiner als oder gleich 0,2 sind; und
(a + b) größer als oder gleich 0,0001 und kleiner als 0,2 sind. RE1³⁺ _(1-a-b)RE2²⁺ _aM⁴⁺ _bX₃ (Formel 3), wobei:
M⁴⁺ ein vierwertiges Metallelement ist;
RE1³⁺ ein dreiwertiges Seltenerdelement ist;
RE2²⁺ ein zweiwertiges Seltenerdelement ist;
X ein Halogen ist;
a und b jeweils größer als oder gleich 0 und kleiner als oder gleich 0,2 sind; und
(a + b) größer als oder gleich 0,0001 und kleiner als 0,2 sind. M¹⁺X:RE1³⁺ _(z-a-b)RE2⁴⁺ _aM2²⁺ _b (Formel 4), wobei:
M1¹⁺ ein einwertiges Metallelement ist;
M2²⁺ ein zweiwertiges Metallelement ist;
RE1³⁺ ein dreiwertiges Seltenerdelement ist;
RE2⁴⁺ ein vierwertiges Seltenerdelement ist;
X ein Halogen ist;
a, b und z jeweils größer als oder gleich 0 und kleiner als oder gleich 0,01 sind; und
z größer als oder gleich 0,0001 und kleiner als oder gleich 0,01 ist; und
(a + b) größer als oder gleich 0,0001 und kleiner als 0,01 ist. M¹⁺X:RE1³⁺ _(z-a-b)RE2²⁺ _aM2⁴⁺ _b (Formel 5), wobei:
M1¹⁺ ein einwertiges Metallelement ist;
M2⁴⁺ ein vierwertiges Metallelement ist;
RE1³⁺ ein dreiwertiges Seltenerdelement ist;
RE2²⁺ ein zweiwertiges Seltenerdelement ist;
X ein Halogen ist;
a, b und z jeweils größer als oder gleich 0 und kleiner als oder gleich 0,01 sind;
z größer als oder gleich 0,0001 und kleiner als oder gleich 0,01 ist; und
(a + b) größer als oder gleich 0,0001 und kleiner als 0,01 ist. M1²⁺ _(1-x-y)RE1³⁺ _xM2¹⁺ _yRE2³⁺ _(1-a-b)RE3⁴⁺ _aM3²⁺ _bX₅ (Formel 6), wobei:
M1²⁺ und M3²⁺ jeweils zweiwertige Metallelemente sind;
M2¹⁺ ein einwertiges Metallelement ist;
RE1³⁺ und RE2³⁺ jeweils dreiwertige Seltenerdelemente sind, wobei RE1³⁺ und RE2³⁺ das gleiche Seltenerdelement oder unterschiedliche Seltenerdelemente sein können;
RE2⁴⁺ ein vierwertiges Seltenerdelement ist;
X ein Halogen ist;
a, b, x und y jeweils größer als oder gleich 0 und kleiner als oder gleich 0,2 sind; und
(x + y) und/oder (a + b) größer als oder gleich 0,0001 und kleiner als 0,2 ist/sind. M1¹⁺ ₃RE1³⁺ _(1-a-b)RE2⁴⁺ _aM2²⁺ _bX₆ (Formel 7), wobei:
M1¹⁺ ein einwertiges Metallelement ist;
M2²⁺ ein zweiwertiges Metallatom ist;
RE1³⁺ ein dreiwertiges Seltenerdelement ist;
RE2⁴⁺ ein vierwertiges Seltenerdelement ist;
X ein Halogen ist;
a und b jeweils größer als oder gleich 0 und kleiner als oder gleich 0,2 sind; und
(a + b) größer als oder gleich 0,0001 und kleiner als 0,2 sind. M1¹⁺ ₃RE1³⁺ _(1-a-b)RE2²⁺ _aM2⁴⁺ _bX₆ (Formel 8), wobei:
M1¹⁺ ein einwertiges Metallelement ist;
M2⁴⁺ ein vierwertiges Metallelement ist;
RE1³⁺ ein dreiwertiges Seltenerdelement ist;
RE2²⁺ ein zweiwertiges Seltenerdelement ist;
X ein Halogen ist;
a und b jeweils größer als oder gleich 0 und kleiner als oder gleich 0,2 sind; und
(a + b) größer als oder gleich 0,0001 und kleiner als 0,2 sind. M1¹⁺M2²⁺ _(1-x-y)RE1³⁺ _xM3¹⁺ _yRE2³⁺ _(1-a-b)RE3⁴⁺ _aM4²⁺ _bX₇ (Formel 9), wobei:
M1¹⁺ und M3¹⁺ jeweils einwertige Metallelemente sind, wobei M1¹⁺ und M3¹⁺ das gleiche einwertige Metallelement oder unterschiedliche einwertige Metallelemente sein können;
M3²⁺ und M4²⁺ jeweils zweiwertige Metallelemente sind;
RE1³⁺ ein dreiwertiges Seltenerdelement ist;
RE2³⁺ ein dreiwertiges Seltenerdelement ist;
RE3⁴⁺ ein vierwertiges Seltenerdelement ist;
X ein Halogen ist;
a, b, x und y jeweils größer als oder gleich 0 und kleiner als oder gleich 0,2 sind; und
(x + y) und/oder (a + b) größer als oder gleich 0,0001 und kleiner als 0,2 ist/sind. M1¹⁺M2²⁺ _(1-x-y)RE1³⁺ _xM3¹⁺ _yRE2³⁺ _(1-a-b)RE3²⁺ _aM4⁴⁺ _bX₇ (Formel 10), wobei:
M1¹⁺ und M3¹⁺ jeweils einwertige Metallelemente sind, wobei M1¹⁺ und M3¹⁺ das gleiche einwertige Metallelement oder unterschiedliche einwertige Metallelemente sein können;
M2²⁺ ein zweiwertiges Metallelement ist;
M4⁴⁺ ein vierwertiges Metallelement ist;
RE1³⁺ und RE2³⁺ jeweils dreiwertige Seltenerdelemente sind, wobei RE1³⁺ und RE2³⁺ das gleiche Seltenerdelement oder unterschiedliche Seltenerdelemente sein können;
RE3²⁺ ein zweiwertiges Seltenerdelement ist;
X ein Halogen ist;
a, b, x und y jeweils größer als oder gleich 0 und kleiner als oder gleich 0,2 sind; und
(x + y) und/oder (a + b) größer als oder gleich 0,0001 und kleiner als 0,2 ist/sind. M1²⁺ _(2-2x-2y)RE1³⁺ _2xM2¹⁺ _2yRE2³⁺ _(1-a-b)RE3⁴⁺ _aM3²⁺ _bX₇ (Formel 11), wobei:
M1²⁺ und M3²⁺ jeweils zweiwertige Metallelemente sind, wobei M1²⁺ und M3³⁺ das gleiche zweiwertige Metallelement oder unterschiedliche zweiwertige Metallelemente sein können;
M2¹⁺ ein einwertiges Metallelement ist;
RE1³⁺ und RE2³⁺ jeweils dreiwertige Seltenerdelemente sind, wobei RE1³⁺ und RE2³⁺ das gleiche Seltenerdelement oder unterschiedliche Seltenerdelemente sein können;
RE3⁴⁺ ein vierwertiges Seltenerdelement ist;
X ein Halogen ist;
a, b, x und y jeweils größer als oder gleich 0 und kleiner als oder gleich 0,2 sind; und
(x + y) und/oder (a + b) größer als oder gleich 0,0001 und kleiner als 0,2 ist/sind. M1²⁺ _(2-2x-2y)RE1³⁺ _2xM2¹⁺ _2yRE2³⁺ _(1-a-b)RE3²⁺ _aM3⁴⁺ _bX₇ (Formel 12), wobei:
M1²⁺ ein zweiwertiges Metallelement ist;
M2¹⁺ ein einwertiges Metallelement ist;
M3⁴⁺ ein vierwertiges Metallelement ist;
RE1³⁺ und RE2³⁺ jeweils dreiwertige Seltenerdelemente sind, wobei RE1³⁺ und RE2³⁺ das gleiche Seltenerdelement oder unterschiedliche Seltenerdelemente sein können;
RE3²⁺ ein zweiwertiges Seltenerdelement ist;
X ein Halogen ist;
a, b, x und y jeweils größer als oder gleich 0 und kleiner als oder gleich 0,2 sind; und
(x + y) und/oder (a + b) größer als oder gleich 0,0001 und kleiner als 0,2 ist/sind. M1¹⁺ _(3-3x-3y)RE1³⁺ _3xM2¹⁺ _3yRE2³⁺ _(2-2a-2b)RE3⁴⁺ _2aM3²⁺ _2bX₉ (Formel 13), wobei:
M1¹⁺ und M2¹⁺ jeweils einwertige Metallelemente sind, wobei M1¹⁺ und M2¹⁺ das gleiche einwertige Metallelement oder unterschiedliche einwertige Metallelemente sein können;
M3²⁺ ein zweiwertiges Metallelement ist;
RE1³⁺ und RE2³⁺ jeweils dreiwertige Seltenerdelemente sind, wobei RE1³⁺ und RE2³⁺ das gleiche Seltenerdelement oder unterschiedliche Seltenerdelemente sein können;
RE3⁴⁺ ein vierwertiges Seltenerdelement ist;
X ein Halogen ist;
a, b, x und y jeweils größer als oder gleich 0 und kleiner als oder gleich 0,2 sind; und
(x + y) und/oder (a + b) größer als oder gleich 0,0001 und kleiner als 0,2 ist/sind. M1¹⁺ _(3-3x-3y)RE1³⁺ _3xM2¹⁺ _3yRE2³⁺ _(2-2a-2b)RE3²⁺ _2aM3⁴⁺ _2bX₉ (Formel 14), wobei:
M1¹⁺ und M2¹⁺ jeweils einwertige Metallelemente sind, wobei M1¹⁺ und M2¹⁺ das gleiche einwertige Metallelement oder unterschiedliche einwertige Metallelemente sein können;
M3⁴⁺ ein vierwertiges Metallelement ist;
RE1³⁺ und RE2³⁺ jeweils dreiwertige Seltenerdelemente sind, wobei RE1³⁺ und RE2³⁺ das gleiche Seltenerdelement oder unterschiedliche Seltenerdelemente sein können;
RE3²⁺ ein zweiwertiges Seltenerdelement ist;
X ein Halogen ist;
a, b, x und y jeweils größer als oder gleich 0 und kleiner als oder gleich 0,2 sind; und
(x + y) und/oder (a + b) größer als oder gleich 0,0001 und kleiner als 0,2 ist/sind.
In den obigen Formeln eignen sich besonders die Formeln 2 und 7 zum Einsatz als Szintillationsverbindungen.
Beispielverbindungen, die sich nach den obigen Formeln modifizieren lassen, schließen Ba₂GdCl₇, Ba₂YCl₇, BaBr₂, BaBrI, BaCl₂, BaF₂, BaGdCl₅, BaI₂, BaY₂F₈, BiF₃, CaF₂, CaI₂, Cs₂LiCeCl₆, Cs₂LiLuCl₆, Cs₂LiYBr₆, Cs₂LiYCl₆, Cs₂NaLaBr₆, Cs₂NaLuBr₆, Cs₂NaYBr₆, Cs₃CeCl₆, Cs₃Gd₂I₉, Cs₃LaBr₆, Cs₃Lu₂I₉, Cs₃LuI₆, CsBa₂I₅, CsCe₂Cl₇, CsGd₂F₇, CsI, CsY₂F₇, GdBr₃, GdCl₃, K₂CeBr₅, K₂LaCl₅, K₂YF₅, KLu₂F₇, KLuF₄, KYF₄, La_(1-x)Ce_xBr₃, LaCeF₆, La_(1-x)CeCl₃, LaF₃, LaI₃, Li₃YCl₆, LiI, Lu_(1-x)Gd_xI₃, Lu_(1-x)Y_xI₃, LuBr₃, LuCl₃, LuI₃, PbCl₂, PrBr₃, PrF₃, Rb₂CeBr₅, LiCaAlF₆, Rb₂LiYBr₆, RbGd₂Br₇, SrBr₂, SrF₂, SrI₂, YCl₃, oder dergleichen ein, wobei x im Bereich von 0 bis 1 liegen kann. Jede der obigen Verbindungen kann einen Seltenerddotierstoff enthalten, der in der chemischen Formel nicht angegeben wird.
Bei noch einer weiteren Ausführungsform kann es sich bei der Szintillationsverbindung um ein Metalloxid handeln. Die Szintillationsverbindung kann ein Einmetalloxid, zum Beispiel ein dreiwertiges Metalloxid, oder ein gemischtes Metalloxid sein, wobei das Metalloxid als Hauptbestandteile eine Kombination aus verschiedenen Metallen enthält. Beispielsweise kann das gemischte Metalloxid ein Metalloxid aus einem zweiwertigem und einem vierwertigen Metall, ein Seltenerdaluminat oder ein Aluminiumgranat aus einem Seltenerdmetall und einem zweiwertigen Metall sein.
Es folgen nicht einschränkende Beispielformeln für Verbindungsfamilien. M1³⁺ _(2-2x-2y)RE⁴⁺ _2xM2²⁺ _2yO₃ (Formel 15), wobei:
M1³⁺ ein dreiwertiges Metallelement ist, das womöglich ein dreiwertiges Seltenerdelement enthalten kann;
M2²⁺ ein zweiwertiges Metallelement ist;
RE⁴⁺ ein vierwertiges Seltenerdelement ist;
x und y jeweils größer als oder gleich 0 und kleiner als oder gleich 0,2 sind; und
(x + y) größer als oder gleich 0,0001 und kleiner 0,2 ist. M1³⁺ _(2-2x-2y)RE²⁺ _2xM2⁴⁺ _2yO₃ (Formel 16), wobei:
M1³⁺ ein dreiwertiges Metallelement ist, das womöglich ein dreiwertiges Seltenerdelement enthalten kann;
M2⁴⁺ ein vierwertiges Metallelement ist;
RE²⁺ ein zweiwertiges Seltenerdelement ist;
x und y jeweils größer als oder gleich 0 und kleiner als oder gleich 0,2 sind; und
(x + y) größer als oder gleich 0,0001 und kleiner als 0,2 ist. M1³⁺ _(8-8x-8y)RE⁴⁺ _8xM2²⁺ _8yO₁₂ (Formel 17), wobei:
M1³⁺ ein dreiwertiges Metallelement ist, das womöglich ein dreiwertiges Seltenerdelement enthalten kann;
M2²⁺ ein zweiwertiges Metallelement ist;
RE⁴⁺ ein vierwertiges Seltenerdelement ist;
x und y jeweils größer als oder gleich 0 und kleiner als oder gleich 0,2 sind; und
(x + y) größer als oder gleich 0,0001 und kleiner als 0,2 ist. M1³⁺ _(8-8x-8y)RE²⁺ _8xM2⁴⁺ _8yO₁₂ (Formel 18), wobei:
M1³⁺ ein dreiwertiges Metallelement ist, das womöglich ein dreiwertiges Seltenerdelement enthalten kann;
M2⁴⁺ ein vierwertiges Metallelement ist;
RE²⁺ ein zweiwertiges Seltenerdelement ist;
x und y jeweils größer als oder gleich 0 und kleiner als oder gleich 0,2 sind; und
(x + y) größer als oder gleich 0,0001 und kleiner als 0,2 ist. M1²⁺ _(1-x-y)RE³⁺ _xM2¹⁺ _yM3⁴⁺O₃ (Formel 19), wobei:
M1²⁺ ein zweiwertiges Metallelement ist;
M2¹⁺ ein einwertiges Metallelement ist;
M3⁴⁺ ein vierwertiges Metallelement ist;
RE³⁺ ein dreiwertiges Seltenerdelement ist;
x und y jeweils größer als oder gleich 0 und kleiner als oder gleich 0,2 sind; und
(x + y) größer als oder gleich 0,0001 und kleiner als 0,2 ist. M1²⁺M2³⁺ _(12-12x-12y)RE⁴⁺ _12aM3²⁺ _12bO₁₉ (Formel 20), wobei:
M1²⁺ und M3²⁺ jeweils zweiwertige Metallelemente sind, wobei M1²⁺ und M3²⁺ das gleiche zweiwertige Metallelement oder unterschiedliche zweiwertige Metallelemente sein können;
M2³⁺ ein dreiwertiges Metallelement ist, das womöglich ein dreiwertiges Seltenerdelement enthalten kann;
RE⁴⁺ ein vierwertiges Seltenerdelement ist;
x und y jeweils größer als oder gleich 0 und kleiner als oder gleich 0,2 sind; und
(x + y) größer als oder gleich 0,0001 und kleiner 0,2 ist. M1²⁺M2³⁺ _(12-12x-12y)RE²⁺ _12aM3⁴⁺ _12bO₁₉ (Formel 21), wobei:
M1²⁺ ein zweiwertiges Metallelement ist;
M2³⁺ ein dreiwertiges Metallelement ist, das womöglich ein dreiwertiges Seltenerdelement enthalten kann;
M3⁴⁺ ein vierwertiges Metallelement ist;
RE²⁺ ein zweiwertiges Seltenerdelement ist;
x und y jeweils größer als oder gleich 0 und kleiner als oder gleich 0,2 sind; und
(x + y) größer als oder gleich 0,0001 und kleiner als 0,2 ist. M1²⁺ _(2-2x-2y)RE1³⁺ _xM2¹⁺ _yM3³⁺ _(10-10a-10b)RE2⁴⁺ _10aM4²⁺ _10bO₁₇ (Formel 22), wobei:
M1²⁺ und M4²⁺ jeweils zweiwertige Metallelemente sind;
M2¹⁺ ein einwertiges Metallelement ist;
M3³⁺ ein dreiwertiges Metallelement ist, das womöglich ein dreiwertiges Seltenerdelement enthalten kann;
RE1³⁺ ein dreiwertiges Seltenerdelement ist;
RE2⁴⁺ ein vierwertiges Seltenerdelement ist;
a, b, x und y jeweils größer als oder gleich 0 und kleiner als oder gleich 0,2 sind; und
(x + y) und/oder (a + b) größer als oder gleich 0,0001 und kleiner als 0,2 ist/sind. M1²⁺ _(2-2x-2y)RE1³⁺ _xM2¹⁺ _yM3³⁺ _(10-10a-10b)RE2²⁺ _10aM4⁴⁺ _10bO₁₇ (Formel 23), wobei:
M1²⁺ ein zweiwertiges Metallelement ist;
M2¹⁺ ein einwertiges Metallelement ist;
M3³⁺ ein dreiwertiges Metallelement ist, das womöglich ein dreiwertiges Seltenerdelement enthalten kann;
M4⁴⁺ ein vierwertiges Metallelement ist;
RE1³⁺ ein dreiwertiges Seltenerdelement ist;
RE2²⁺ ein zweiwertiges Seltenerdelement ist;
a, b, x und y jeweils größer als oder gleich 0 und kleiner als oder gleich 0,2 sind; und
(x + y) und/oder (a + b) größer als oder gleich 0,0001 und kleiner als 0,2 ist/sind.
In den obigen Formeln eignen sich besonders die Formeln 15 und 17 zum Einsatz als Szintillationsverbindungen.
Beispielverbindungen, die sich nach den obigen Formeln modifizieren lassen, schließen BaAl₁₀MgO₁₇, BaAl₁₂O₁₉, BaHfO₃, CaHfO₃, Gd₂O₃, Gd_(3-3x)Y_3xGa_(5-5y)Al_5yO₁₂, Gd₃Sc₂Al₃O₁₂, Gd₃Y₃Al₁₀O₂₄, GdAlO₃, La₂O₃, LaAlO₃, Lu₂O₃, Lu₃Al₅O₁₂, Lu₃Al₅O₁₂, LuAlO₃, SrHfO₃, Y₂O₃, YAlO₃, oder dergleichen ein, wobei x und y jeweils im Bereich zwischen 0 und 1 liegen können. Jede der obigen Verbindungen kann einen Seltenerddotierstoff enthalten, der in der chemischen Formel nicht angegeben wird.
Bei noch einer weiteren Ausführungsform kann es sich bei der Szintillationsverbindung um eine Metall-Bor-Sauerstoffverbindung handeln. Die Metall-Bor-Sauerstoffverbindung kann ein Einmetallborat oder -oxyborat oder ein gemischtes Metallborat oder -oxyborat sein, wobei das Metallborat oder -oxyborat als Hauptbestandteile eine Kombination aus Metallen enthält. Bei einer Ausführungsform kann die Metall-Bor-Sauerstoffverbindung ein Metallborat aus einem Element der Gruppe 1 und einem Seltenerdmetall, ein Metallborat der Gruppe 2, ein Metallborat aus einem Element der Gruppe 2 und einem Seltenerdmetall, ein Metalloxyborat aus einem Element der Gruppe 2 und einem Seltenerdmetall oder ein Metallboroxyhalogenid der Gruppe 2 sein.
Es folgen nicht einschränkende Beispielformeln für Verbindungsfamilien. M1²⁺ _(3-3x-3y)RE³⁺ _3xM2¹⁺ _3y(BO₃)₃ (Formel 24), wobei:
M1²⁺ ein zweiwertiges Metallelement ist;
M2¹⁺ ein einwertiges Metallelement ist;
RE³⁺ ein dreiwertiges Seltenerdelement ist;
x und y jeweils größer als oder gleich 0 und kleiner als oder gleich 0,2 sind; und
(x + y) größer als oder gleich 0,0001 und kleiner als 0,2 ist. M1³⁺ _(1-x-y)RE⁴⁺ _xM2²⁺ _y(BO₃)₃ (Formel 25), wobei:
M1³⁺ ein dreiwertiges Metallelement ist, das womöglich ein dreiwertiges Seltenerdelement enthalten kann;
M2²⁺ ein zweiwertiges Metallelement ist;
RE ein vierwertiges Seltenerdelement ist;
x und y jeweils größer als oder gleich 0 und kleiner als oder gleich 0,2 sind; und
(x + y) größer als oder gleich 0,0001 und kleiner als 0,2 ist. M1³⁺ _(1-x-y)RE²⁺ _xM2⁴⁺ _y(BO₃)₃ (Formel 26), wobei:
M1³⁺ ein dreiwertiges Metallelement ist, das womöglich ein dreiwertiges Seltenerdelement enthalten kann;
M2⁴⁺ ein vierwertiges Metallelement ist;
RE²⁺ ein zweiwertiges Seltenerdelement ist;
x und y jeweils größer als oder gleich 0 und kleiner als oder gleich 0,2 sind; und
(x + y) größer als oder gleich 0,0001 und kleiner als 0,2 ist. M1³⁺ _(1-x-y)RE⁴⁺ _xM2²⁺ _yB₃O₆ (Formel 27), wobei:
M1³⁺ ein dreiwertiges Metallelement ist, das womöglich ein dreiwertiges Seltenerdelement enthalten kann;
M2²⁺ ein zweiwertiges Metallelement ist;
RE ein vierwertiges Seltenerdelement ist;
x und y jeweils größer als oder gleich 0 und kleiner als oder gleich 0,2 sind; und
(x + y) größer als oder gleich 0,0001 und kleiner als 0,2 ist. M1³⁺ _(1-x-y)RE²⁺ _xM2⁴⁺ _yB₃O₆ (Formel 28), wobei:
M1³⁺ ein dreiwertiges Metallelement ist, das womöglich ein dreiwertiges Seltenerdelement enthalten kann;
M2⁴⁺ ein vierwertiges Metallelement ist;
RE²⁺ ein zweiwertiges Seltenerdelement ist;
x und y jeweils größer als oder gleich 0 und kleiner als oder gleich 0,2 sind; und
(x + y) größer als oder gleich 0,0001 und kleiner als 0,2 ist. M1³⁺ _(4-4x4-y)RE⁴⁺ _4xM2²⁺ _4y(BO₃)₃ (Formel 29), wobei:
M1³⁺ ein dreiwertiges Metallelement ist, das womöglich ein dreiwertiges Seltenerdelement enthalten kann;
M2²⁺ ein zweiwertiges Metallelement ist;
RE⁴⁺ ein vierwertiges Seltenerdelement ist;
x und y jeweils größer als oder gleich 0 und kleiner als oder gleich 0,2 sind; und
(x + y) größer als oder gleich 0,0001 und kleiner als 0,2 ist. M1³⁺ _(4-4x4-y)RE²⁺ _4xM2⁴⁺ _4y(BO₃)₃ (Formel 30), wobei:
M1³⁺ ein dreiwertiges Metallelement ist, das womöglich ein dreiwertiges Seltenerdelement enthalten kann;
M2⁴⁺ ein vierwertiges Metallelement ist;
RE²⁺ ein zweiwertiges Seltenerdelement ist;
x und y jeweils größer als oder gleich 0 und kleiner als oder gleich 0,2 sind; und
(x + y) größer als oder gleich 0,0001 und kleiner als 0,2 ist. M1²⁺ _(2-2x-2y)RE³⁺ _2xM2¹⁺ _2yB₅O₉X (Formel 31), wobei:
M1²⁺ ein zweiwertiges Metallelement ist;
M2¹⁺ ein einwertiges Metallelement ist;
RE³⁺ ein dreiwertiges Seltenerdelement ist;
X ein Halogen ist;
x und y jeweils größer als oder gleich 0 und kleiner als oder gleich 0,2 sind; und
(x + y) größer als oder gleich 0,0001 und kleiner als 0,2 ist. M1²⁺M2³⁺ _(1-x-y)RE⁴⁺ _xM3²⁺ _yB₇O₁₃ (Formel 32), wobei:
M1²⁺ und M3²⁺ jeweils zweiwertige Metallelemente sind, wobei M1²⁺ und M3²⁺ das gleiche zweiwertige Metallelement oder unterschiedliche zweiwertige Metallelemente sein können;
M2³⁺ ein dreiwertiges Metallelement ist, das womöglich ein dreiwertiges Seltenerdelement enthalten kann;
M3²⁺ ein zweiwertiges Metallelement ist;
RE⁴⁺ ein vierwertiges Seltenerdelement ist;
x und y jeweils größer als oder gleich 0 und kleiner als oder gleich 0,2 sind; und
(x + y) größer als oder gleich 0,0001 und kleiner als 0,2 ist. M1²⁺M2³⁺ _(1-x-y)RE²⁺ _xM3⁴⁺ _yB₇O₁₃ (Formel 33), wobei:
M1²⁺ ein zweiwertiges Metallelement ist;
M2³⁺ ein dreiwertiges Metallelement ist, das womöglich ein dreiwertiges Seltenerdelement enthalten kann;
M3⁴⁺ ein vierwertiges Metallelement ist;
RE²⁺ ein zweiwertiges Seltenerdelement ist;
x und y jeweils größer als oder gleich 0 und kleiner als oder gleich 0,2 sind; und
(x + y) größer als oder gleich 0,0001 und kleiner als 0,2 ist. M1¹⁺ ₆M2³⁺ _(1-x-y)RE⁴⁺ _xM3²⁺ _y(BO₃)₃ (Formel 34), wobei:
M1¹⁺ ein einwertiges Metallelement ist;
M2³⁺ ein dreiwertiges Metallelement ist, das womöglich ein dreiwertiges Seltenerdelement enthalten kann;
M3²⁺ ein zweiwertiges Metallelement ist;
RE⁴⁺ ein vierwertiges Seltenerdelement ist;
x und y jeweils größer als oder gleich 0 und kleiner als oder gleich 0,2 sind; und
(x + y) größer als oder gleich 0,0001 und kleiner als 0,2 ist. M1¹⁺ ₆M2³⁺ _(1-x-y)RE²⁺ _xM3⁴⁺ _y(BO₃)₃ (Formel 35), wobei:
M1¹⁺ ein einwertiges Metallelement ist;
M2³⁺ ein dreiwertiges Metallelement ist, das womöglich ein dreiwertiges Seltenerdelement enthalten kann;
M3⁴⁺ ein vierwertiges Metallelement ist;
RE²⁺ ein zweiwertiges Seltenerdelement ist;
x und y jeweils größer als oder gleich 0 und kleiner als oder gleich 0,2 sind; und
(x + y) größer als oder gleich 0,0001 und kleiner als 0,2 ist. M1²⁺ _(1-x-y)RE1³⁺ _xM2¹⁺ _yM3³⁺ _(1-a-b)RE2⁴⁺ _aM4²⁺ _bBO₄ (Formel 36), wobei:
M1²⁺ und M4²⁺ jeweils zweiwertige Metallelemente sind, wobei M1²⁺ und M4³⁺ das gleiche zweiwertige Metallelement oder unterschiedliche zweiwertige Metallelemente sein können;
M2¹⁺ ein einwertiges Metallelement ist;
M3³⁺ ein dreiwertiges Metallelement ist, das womöglich ein dreiwertiges Seltenerdelement enthalten kann;
RE1³⁺ ein dreiwertiges Seltenerdelement ist;
RE2⁴⁺ ein vierwertiges Seltenerdelement ist;
a, b, x und y jeweils größer als oder gleich 0 und kleiner als oder gleich 0,2 sind; und
(x + y) und/oder (a + b) größer als oder gleich 0,0001 und kleiner als 0,2 ist/sind. M1²⁺ _(1-x-y)RE1³⁺ _xM2¹⁺ _yM3³⁺ _(1-a-b)RE2²⁺ _aM4⁴⁺ _bBO₄ (Formel 37), wobei:
M1²⁺ ein zweiwertiges Metallelement ist;
M2¹⁺ ein einwertiges Metallelement ist;
M3³⁺ ein dreiwertiges Metallelement ist, das womöglich ein dreiwertiges Seltenerdelement enthalten kann;
M4²⁺ ein vierwertiges Metallelement ist;
RE1³⁺ ein dreiwertiges Seltenerdelement ist;
RE2²⁺ ein zweiwertiges Seltenerdelement ist;
a, b, x und y jeweils größer als oder gleich 0 und kleiner als oder gleich 0,2 sind; und
(x + y) und/oder (a + b) größer als oder gleich 0,0001 und kleiner 0,2 ist/sind. M1²⁺ _(1-x-y)RE1³⁺ _xM2¹⁺ _yM3³⁺ _(1-a-b)RE2⁴⁺ _aM4²⁺ _bB₅O₁₀ (Formel 38), wobei:
M1²⁺ und M4²⁺ jeweils zweiwertige Metallelemente sind, wobei M1²⁺ und M4²⁺ das gleiche zweiwertige Metallelement oder unterschiedliche zweiwertige Metallelemente sein können;
M2¹⁺ ein einwertiges Metallelement ist;
M3³⁺ ein dreiwertiges Metallelement ist, das womöglich ein dreiwertiges Seltenerdelement enthalten kann;
RE1³⁺ ein dreiwertiges Seltenerdelement ist;
RE2⁴⁺ ein vierwertiges Seltenerdelement ist;
a, b, x und y jeweils größer als oder gleich 0 und kleiner als oder gleich 0,2 sind; und
(x + y) und/oder (a + b) größer als oder gleich 0,0001 und kleiner als 0,2 ist/sind. M1²⁺ _(1-x-y)RE1³⁺ _xM2¹⁺ _yM3³⁺ _(1-a-b)RE2²⁺ _aM4⁴⁺ _bB₅O₁₀ (Formel 39), wobei:
M1²⁺ ein zweiwertiges Metallelement ist;
M2¹⁺ ein einwertiges Metallelement ist;
M3³⁺ ein dreiwertiges Metallelement ist, das womöglich ein dreiwertiges Seltenerdelement enthalten kann;
M4⁴⁺ ein vierwertiges Metallelement ist;
RE1³⁺ ein dreiwertiges Seltenerdelement ist;
RE2²⁺ ein zweiwertiges Seltenerdelement ist;
a, b, x und y jeweils größer als oder gleich 0 und kleiner als oder gleich 0,2 sind; und
(x + y) und/oder (a + b) größer als oder gleich 0,0001 und kleiner als 0,2 ist/sind. M1²⁺ _(3-3x-3y)RE1³⁺ _3xM2¹⁺ _3yM3³⁺ _(1-a-b)RE2⁴⁺ _aM4²⁺ _b(BO₃)₃ (Formel 40), wobei:
M1²⁺ und M4²⁺ jeweils zweiwertige Metallelemente sind, wobei M1²⁺ und M4²⁺ das gleiche zweiwertige Metallelement oder unterschiedliche zweiwertige Metallelemente sein können;
M2¹⁺ ein einwertiges Metallelement ist;
M3³⁺ ein dreiwertiges Metallelement ist, das womöglich ein dreiwertiges Seltenerdelement enthalten kann;
RE1³⁺ ein dreiwertiges Seltenerdelement ist;
RE2⁴⁺ ein vierwertiges Seltenerdelement ist;
a, b, x und y jeweils größer als oder gleich 0 und kleiner als oder gleich 0,2 sind; und
(x + y) und/oder (a + b) größer als oder gleich 0,0001 und kleiner als 0,2 ist/sind. M1²⁺ _(3-3x-3y)RE1³⁺ _3xM2¹⁺ _3yM3³⁺ _(1-a-b)RE2²⁺ _aM4⁴⁺ _b(BO₃)₃ (Formel 41), wobei:
M1²⁺ ein zweiwertiges Metallelement ist;
M2¹⁺ ein einwertiges Metallelement ist;
M3³⁺ ein dreiwertiges Metallelement ist, das womöglich ein dreiwertiges Seltenerdelement enthalten kann;
M4⁴⁺ ein vierwertiges Metallelement ist;
RE1³⁺ ein dreiwertiges Seltenerdelement ist;
RE2²⁺ ein zweiwertiges Seltenerdelement ist;
a, b, x und y jeweils größer als oder gleich 0 und kleiner als oder gleich 0,2 sind; und
(x + y) und/oder (a + b) größer als oder gleich 0,0001 und kleiner als 0,2 ist/sind. M1²⁺ _(4-4x-4y)RE1³⁺ _4xM2¹⁺ _4yM3³⁺ _(1-a-b)RE2⁴⁺ _aM4²⁺ _b(BO₃)₃ (Formel 42), wobei:
M1²⁺ und M4²⁺ jeweils zweiwertige Metallelemente sind, wobei M1²⁺ und M4²⁺ das gleiche zweiwertige Metallelement oder unterschiedliche zweiwertige Metallelemente sein können;
M2¹⁺ ein einwertiges Metallelement ist;
M3³⁺ ein dreiwertiges Metallelement ist, das womöglich ein dreiwertiges Seltenerdelement enthalten kann;
RE1³⁺ ein dreiwertiges Seltenerdelement ist;
RE2⁴⁺ ein vierwertiges Seltenerdelement ist;
a, b, x und y jeweils größer als oder gleich 0 und kleiner als oder gleich 0,2 sind; und
(x + y) und/oder (a + b) größer als oder gleich 0,0001 und kleiner als 0,2 ist/sind. M1²⁺ _(4-4x-4y)RE1³⁺ _4xM2¹⁺ _4yM3³⁺ _(1-a-b)RE2²⁺ _aM4⁴⁺ _b(BO₃)₃ (Formel 43), wobei:
M1²⁺ ein zweiwertiges Metallelement ist;
M2¹⁺ ein einwertiges Metallelement ist;
M3³⁺ ein dreiwertiges Metallelement ist, das womöglich ein dreiwertiges Seltenerdelement enthalten kann;
M4⁴⁺ ein vierwertiges Metallelement ist;
RE1³⁺ ein dreiwertiges Seltenerdelement ist;
RE2²⁺ ein zweiwertiges Seltenerdelement ist;
a, b, x und y jeweils größer als oder gleich 0 und kleiner als oder gleich 0,2 sind; und
(x + y) und/oder (a + b) größer als oder gleich 0,0001 und kleiner als 0,2 ist/sind.
In den obigen Formeln eignen sich besonders die Formeln 25, 29, 34, 40 und 42 zum Einsatz als Szintillationsverbindungen.
Beispielverbindungen, die sich nach den obigen Formeln modifizieren lassen, schließen Ba₂B₅O₉Cl, Ba₂Ca(BO₃)₂, Ba₃Gd(BO₃)₃, Ca₄YO(BO₃)₃, CaLaB₇O₁₃, CaYBO₄, GdB₃O₆, GdBO₃, LaB₃O₆, LaBO₃, LaMgB₅O₁₀, Li₆Gd(BO₃)₃, Li₆Y(BO₃)₃, LuBO₃, ScBO₃, YAl₃B₄O₁₂, YBO₃, oder dergleichen ein. Jede der obigen Verbindungen kann einen Seltenerddotierstoff enthalten, der in der chemischen Formel nicht angegeben wird.
Bei einer weiteren Ausführungsform kann es sich bei der Szintillationsverbindung um eine Metall-Phosphor-Sauerstoffverbindung handeln. Die Metal-Phosphor-Sauerstoffverbindung kann ein Metallphosphit oder ein Metallphosphat sein. Die Metall-Phosphor-Sauerstoffverbindung kann ein Einmetallphosphit oder -phosphat, oder ein gemischtes Metallphosphit oder -phosphat sein, wobei das Metallphosphit oder -phosphat als Hauptbestandteile eine Kombination aus Metallen enthält. Bei einer Ausführungsform kann die Metall-Phosphor-Verbindung ein Metallphosphit aus einem einwertigen Metall und einem Seltenerdmetall, ein Metallphosphit aus einem Element der Gruppe 2 und einem Seltenerdmetall, ein Metallphosphat der Gruppe 2 oder ein Metallphosphathalogenid der Gruppe 2 einschließen.
Es folgen nicht einschränkende Beispielformeln für Verbindungsfamilien. M1²⁺ _(1-x-y)RE³⁺ _xM2¹⁺ _yP₂O₆ (Formel 44), wobei:
M1²⁺ ein zweiwertiges Metallelement ist;
M2¹⁺ ein einwertiges Metallelement ist;
RE³⁺ ein dreiwertiges Seltenerdelement ist;
x und y jeweils größer als oder gleich 0 und kleiner als oder gleich 0,2 sind; und
(x + y) größer als oder gleich 0,0001 und kleiner als 0,2 ist. M1²⁺ _(2-2x-2y)RE³⁺ _2xM2¹⁺ _2yP₂O₇ (Formel 45), wobei:
M1²⁺ ein zweiwertiges Metallelement ist;
M2¹⁺ ein einwertiges Metallelement ist;
RE³⁺ ein dreiwertiges Seltenerdelement ist;
x und y jeweils größer als oder gleich 0 und kleiner als oder gleich 0,2 sind; und
(x + y) größer als oder gleich 0,0001 und kleiner als 0,2 ist. M1²⁺ _(3-3x-3y)RE³⁺ _3xM2¹⁺ _3yP₄O₁₃ (Formel 46), wobei:
M1²⁺ ein zweiwertiges Metallelement ist;
M2¹⁺ ein einwertiges Metallelement ist;
RE³⁺ ein dreiwertiges Seltenerdelement ist;
x und y jeweils größer als oder gleich 0 und kleiner als oder gleich 0,2 sind; und
(x + y) größer als oder gleich 0,0001 und kleiner als 0,2 ist. M1²⁺ _(3-3x-3y)RE³⁺ _3xM2¹⁺ _3y(PO₄)₂ (Formel 47), wobei:
M1²⁺ ein zweiwertiges Metallelement ist;
M2¹⁺ ein einwertiges Metallelement ist;
RE³⁺ ein dreiwertiges Seltenerdelement ist;
x und y jeweils größer als oder gleich 0 und kleiner als oder gleich 0,2 sind; und
(x + y) größer als oder gleich 0,0001 und kleiner als 0,2 ist. M1²⁺ _(5-5x-5y)RE³⁺ _5xM2¹⁺ _5y(PO₄)₃X (Formel 48), wobei:
M1²⁺ ein zweiwertiges Metallelement ist;
M2¹⁺ ein einwertiges Metallelement ist;
RE³⁺ ein dreiwertiges Seltenerdelement ist;
X ein Halogen ist;
x und y jeweils größer als oder gleich 0 und kleiner als oder gleich 0,2 sind; und
(x + y) größer als oder gleich 0,0001 und kleiner als 0,2 ist. M1²⁺ _(1-x-y)RE³⁺ _xM2¹⁺ _yBPO₅ (Formel 49), wobei:
M1²⁺ ein zweiwertiges Metallelement ist;
M2¹⁺ ein einwertiges Metallelement ist;
RE³⁺ ein dreiwertiges Seltenerdelement ist;
x und y jeweils größer als oder gleich 0 und kleiner als oder gleich 0,2 sind; und
(x + y) größer als oder gleich 0,0001 und kleiner als 0,2 ist. M1²⁺ _(3-3x-3y)RE³⁺ _3xM2¹⁺ _3yB(PO₄)₃ (Formel 50), wobei:
M1²⁺ ein zweiwertiges Metallelement ist;
M2¹⁺ ein einwertiges Metallelement ist;
RE³⁺ ein dreiwertiges Seltenerdelement ist;
x und y jeweils größer als oder gleich 0 und kleiner als oder gleich 0,2 sind; und
(x + y) größer als oder gleich 0,0001 und kleiner als 0,2 ist. M1¹⁺M2²⁺ _(1-x-y)RE³⁺ _xM3¹⁺ _yPO₄ (Formel 51), wobei:
M1¹⁺ und M3¹⁺ jeweils einwertige Metallelemente sind, wobei M1¹⁺ und M3¹⁺ das gleiche einwertige Metallelement oder unterschiedliche einwertige Metallelemente sein können;
M2²⁺ ein zweiwertiges Metallelement ist;
RE³⁺ ein dreiwertiges Seltenerdelement ist;
x und y jeweils größer als oder gleich 0 und kleiner als oder gleich 0,2 sind; und
(x + y) größer als oder gleich 0,0001 und kleiner als 0,2 ist. RE1³⁺ _(1-x-y)RE2⁴⁺ _xM²⁺ _yPO₄ (Formel 52), wobei:
M²⁺ ein zweiwertiges Metallelement ist;
RE1³⁺ ein dreiwertiges Seltenerdelement ist;
RE2⁴⁺ ein vierwertiges Seltenerdelement ist;
x und y jeweils größer als oder gleich 0 und kleiner als oder gleich 0,2 sind; und
(x + y) größer als oder gleich 0,0001 und kleiner als 0,2 ist. RE1³⁺ _(1-x-y)RE2²⁺ _xM⁴⁺ _yPO₄ (Formel 53), wobei:
M⁴⁺ ein vierwertiges Metallelement ist;
RE1³⁺ ein dreiwertiges Seltenerdelement ist;
RE2²⁺ ein zweiwertiges Seltenerdelement ist;
x und y jeweils größer als oder gleich 0 und kleiner als oder gleich 0,2 sind; und
(x + y) größer als oder gleich 0,0001 und kleiner als 0,2 ist. RE1³⁺ _(1-x-y)RE2⁴⁺ _xM²⁺ _yP₂O₇ (Formel 54), wobei:
M²⁺ ein zweiwertiges Metallelement ist;
RE1³⁺ ein dreiwertiges Seltenerdelement ist;
RE2⁴⁺ ein vierwertiges Seltenerdelement ist;
x und y jeweils größer als oder gleich 0 und kleiner als oder gleich 0,2 sind; und
(x + y) größer als oder gleich 0,0001 und kleiner als 0,2 ist. RE1³⁺ _(1-x-y)RE2²⁺ _xM⁴⁺ _yP₂O₇ (Formel 55), wobei:
M⁴⁺ ein vierwertiges Metallelement ist;
RE1³⁺ ein dreiwertiges Seltenerdelement ist;
RE2²⁺ ein zweiwertiges Seltenerdelement ist;
x und y jeweils größer als oder gleich 0 und kleiner als oder gleich 0,2 sind; und
(x + y) größer als oder gleich 0,0001 und kleiner als 0,2 ist. RE1³⁺ _(1-x-y)RE2⁴⁺ _xM²⁺ _yP₅O₁₄ (Formel 56), wobei:
M²⁺ ein zweiwertiges Metallelement ist;
RE1³⁺ ein dreiwertiges Seltenerdelement ist;
RE2⁴⁺ ein vierwertiges Seltenerdelement ist;
x und y jeweils größer als oder gleich 0 und kleiner als oder gleich 0,2 sind; und
(x + y) größer als oder gleich 0,0001 und kleiner als 0,2 ist. RE1³⁺ _(1-x-y)RE2²⁺ _xM⁴⁺ _yP₅O₁₄ (Formel 57), wobei:
M⁴⁺ ein vierwertiges Metallelement ist;
RE1³⁺ ein dreiwertiges Seltenerdelement ist;
RE2²⁺ ein zweiwertiges Seltenerdelement ist;
x und y jeweils größer als oder gleich 0 und kleiner als oder gleich 0,2 sind; und
(x + y) größer als oder gleich 0,0001 und kleiner als 0,2 ist. M1¹⁺RE1³⁺ _(1-x-y)RE2⁴⁺ _xM2²⁺ _yP₂O₇ (Formel 58), wobei:
M1¹⁺ ein einwertiges Metallelement ist;
M2²⁺ ein zweiwertiges Metallelement ist;
RE1³⁺ ein dreiwertiges Seltenerdelement ist;
RE2⁴⁺ ein vierwertiges Seltenerdelement ist;
x und y jeweils größer als oder gleich 0 und kleiner als oder gleich 0,2 sind; und
(x + y) größer als oder gleich 0,0001 und kleiner als 0,2 ist. M1¹⁺RE1³⁺ _(1-x-y)RE2²⁺ _xM2⁴⁺ _yP₂O₇ (Formel 59), wobei:
M1¹⁺ ein einwertiges Metallelement ist;
M2⁴⁺ ein vierwertiges Metallelement ist;
RE1³⁺ ein dreiwertiges Seltenerdelement ist;
RE2²⁺ ein zweiwertiges Seltenerdelement ist;
x und y jeweils größer als oder gleich 0 und kleiner als oder gleich 0,2 sind; und
(x + y) größer als oder gleich 0,0001 und kleiner als 0,2 ist. M1¹⁺RE1³⁺ _(1-x-y)RE2⁴⁺ _xM2²⁺ _y(PO₃)₄ (Formel 60), wobei:
M1¹⁺ ein einwertiges Metallelement ist;
M2²⁺ ein zweiwertiges Metallelement ist;
RE1³⁺ ein dreiwertiges Seltenerdelement ist;
RE2⁴⁺ ein vierwertiges Seltenerdelement ist;
x und y jeweils größer als oder gleich 0 und kleiner als oder gleich 0,2 sind; und
(x + y) größer als oder gleich 0,0001 und kleiner als 0,2 ist. M1¹⁺RE1³⁺ _(1-x-y)RE2²⁺ _xM2⁴⁺ _y(PO₃)₄ (Formel 61), wobei:
M1¹⁺ ein einwertiges Metallelement ist;
M2⁴⁺ ein vierwertiges Metallelement ist;
RE1³⁺ ein dreiwertiges Seltenerdelement ist;
RE2²⁺ ein zweiwertiges Seltenerdelement ist;
x und y jeweils größer als oder gleich 0 und kleiner als oder gleich 0,2 sind; und
(x + y) größer als oder gleich 0,0001 und kleiner als 0,2 ist. M1¹⁺ ₃RE1³⁺ _(1-x-y)RE2⁴⁺ _xM2²⁺ _y(PO₄)₂ (Formel 62), wobei:
M1¹⁺ ein einwertiges Metallelement ist;
M2²⁺ ein zweiwertiges Metallelement ist;
RE1³⁺ ein dreiwertiges Seltenerdelement ist;
RE2⁴⁺ ein vierwertiges Seltenerdelement ist;
x und y jeweils größer als oder gleich 0 und kleiner als oder gleich 0,2 sind; und
(x + y) größer als oder gleich 0,0001 und kleiner als 0,2 ist. M1¹⁺ ₃RE1³⁺ _(1-x-y)RE2²⁺ _xM2⁴⁺ _y(PO₄)₂ (Formel 63), wobei:
M1¹⁺ ein einwertiges Metallelement ist;
M2⁴⁺ ein vierwertiges Metallelement ist;
RE1³⁺ ein dreiwertiges Seltenerdelement ist;
RE2²⁺ ein zweiwertiges Seltenerdelement ist;
x und y jeweils größer als oder gleich 0 und kleiner als oder gleich 0,2 sind; und
(x + y) größer als oder gleich 0,0001 und kleiner als 0,2 ist.
Beispielverbindungen, die sich nach den obigen Formeln modifizieren lassen, schließen AgGd(PO₃)₄, Ba₂P₂O₇, Ba₃(PO₄)₂, Ba₃B(PO₄)₃, Ba₃P₄O₁₃, Ba₅(PO₄)₃F, BaKPO₄, BaP₂O₆, Ca₅(PO₄)₃F, CaBPO₅, CeP₅O₁₄, CsGd(PO₃)₄, CsLuP₂O₇, CsYP₂O₇, K₃Lu(PO₄)₂, KGd(PO₃)₄, LuP₂O₇, KYP₂O₇, LiCaPO₄, LiGd(PO₃)₄, LuPO₄, NaBaPO₄, NaGd(PO₃)₄, NaLuP₂O₇, RbLuP₂O₇, RbYP₂O₇, Sr₅(PO₄)₃F, oder dergleichen ein. Jede der obigen Verbindungen kann einen Seltenerddotierstoff enthalten, der in der chemischen Formel nicht angegeben wird.
Bei noch einer weiteren Ausführungsform kann es sich bei der Szintillationsverbindung um eine Metall-Sauerstoff-Schwefelverbindung handeln. Die Metall-Sauerstoff-Schwefelverbindung kann ein Einmetalloxysulfid oder ein gemischtes Metalloxysulfid sein, wobei das Metalloxysulfid als Hauptbestandteile eine Kombination aus Metallen enthält. Bei einer Ausführungsform kann die Metall-Sauerstoff-Schwefelverbindung ein Metalloxysulfid, wie zum Beispiel ein Seltenerdmetalloxysulfid, sein.
Es folgen nicht einschränkende Beispielformeln für Verbindungsfamilien. RE1³⁺ _(2-2x-2y)RE2⁴⁺ _2xM²⁺ _2yO₂S (Formel 64), wobei:
M²⁺ ein zweiwertiges Metallelement ist;
RE1³⁺ ein dreiwertiges Seltenerdelement ist;
RE2⁴⁺ ein vierwertiges Seltenerdelement ist;
x und y jeweils größer als oder gleich 0 und kleiner als oder gleich 0,2 sind; und
(x + y) größer als oder gleich 0,0001 und kleiner als 0,2 ist. RE1³⁺ _(2-2x-2y)RE2²⁺ _2xM⁴⁺ _2yO₂S (Formel 65), wobei:
M⁴⁺ ein vierwertiges Metallelement ist;
RE1³⁺ ein dreiwertiges Seltenerdelement ist;
RE2²⁺ ein zweiwertiges Seltenerdelement ist;
x und y jeweils größer als oder gleich 0 und kleiner als oder gleich 0,2 sind; und
(x + y) größer als oder gleich 0,0001 und kleiner als 0,2 ist.
Beispielverbindungen, die sich nach den obigen Formeln modifizieren lassen, schließen Gd₂O₂S, La₂O₂S oder dergleichen ein. Jede der obigen Verbindungen kann einen Seltenerddotierstoff enthalten, der in der chemischen Formel nicht angegeben wird.
Bei noch einer weiteren Ausführungsform kann es sich bei der Szintillationsverbindung um eine Metall-Sauerstoff-Halogenverbindung handeln. Die Metall-Sauerstoff-Halogenverbindung kann ein Einmetalloxysulfid oder ein gemischtes Metalloxysulfid sein, wobei das Metalloxysulfid als Hauptbestandteile eine Kombination aus Metallen enthält. Bei einer Ausführungsform kann die Metall-Sauerstoff-Halogenverbindung ein Metalloxyhalogenid, wie zum Beispiel ein Seltenerdmetalloxyhalogenid, sein.
Es folgen nicht einschränkende Beispielformeln für Verbindungsfamilien. RE1³⁺ _(1-x-y)RE2⁴⁺ _xM²⁺ _yOX (Formel 66), wobei:
M²⁺ ein zweiwertiges Metallelement ist;
RE1³⁺ ein dreiwertiges Seltenerdelement ist;
RE2⁴⁺ ein vierwertiges Seltenerdelement ist;
X ein Halogen ist;
x und y jeweils größer als oder gleich 0 und kleiner als oder gleich 0,2 sind; und
(x + y) größer als oder gleich 0,0001 und kleiner als 0,2 ist. RE1³⁺ _(1-x-y)RE2²⁺ _xM⁴⁺ _yOX (Formel 67), wobei:
M⁴⁺ ein vierwertiges Metallelement ist;
RE1³⁺ ein dreiwertiges Seltenerdelement ist;
RE2⁴⁺ ein vierwertiges Seltenerdelement ist;
X ein Halogen ist;
x und y größer als oder gleich 0 und kleiner als oder gleich 0,2 sind; und
(x + y) größer als oder gleich 0,0001 und kleiner als 0,2 ist.
Beispielverbindungen, die sich nach den obigen Formeln modifizieren lassen, schließen GdOBr, GdOCl, GdOF, GdOI, LaOBr, LaOCl, LaOF, LaOI, LuOBr, LuOCl, LuOF, LuOI, YOBr, YOCl, YOF oder dergleichen ein. Jede der vorhergehenden Verbindungen kann einen Seltenerddotierstoff umfassen, der in der chemischen Formel nicht enthalten ist.
Viele Szintillationsverbindungen werden hier offenbart und dienen der Veranschaulichung und nicht der Beschränkung von Szintillationsverbindungen, die verwendet werden können. Nachdem sie diese Beschreibung gelesen haben, werden Fachmänner sehen, dass andere Szintillationsverbindungen verwendet werden können, wobei solche anderen Szintillationsverbindungen ein Seltenerdelement als Hauptbestandteil oder als Dotierstoff enthalten.
In den vorhergehenden Formeln kann jedes Element, das nach einem Valenzzustand bezeichnet wird, ein einzelnes Element oder eine Kombination von Elementen mit dem gleichen Valenzzustand sein. Zum Beispiel kann M¹⁺ ₃ in einer Formel ein beliebiges Element der Gruppe 1 (zum Beispiel Li₃, Na₃, K₃, Rb₃ oder Cs₃), Ag, oder eine Kombination solcher Elemente sein (zum Beispiel Cs₂Li, Cs₂Na, Rb₂Li oder dergleichen). M²⁺ ₂ in einer Formel kann ein beliebiges Element der Gruppe 2 (zum Beispiel Be₂, Mg₂, Ca₂, Sr₂ oder Ba₂), Zn, oder eine Kombination solcher Elemente sein (zum Beispiel CaMg, CaSr, SrBa oder dergleichen).
Ein Metall in einem dreiwertigen Zustand kann ein Element der Gruppe 13, ein Seltenerdelement in einem dreiwertigen Zustand oder eine Kombination davon sein. Zum Beispiel kann eine Szintillatorverbindung oder ein Seltenerdaluminiumgranat umfassen und M³⁺ kann für sowohl das Seltenerdelement als auch Al verwendet werden. Ein Metall in einem vierwertigen Zustand kann Zr, Hf oder eine Kombination davon sein. Ähnlich wie bei den Metallelementen kann X₂ in einer Formel ein einziges Halogen (zum Beispiel F₂, Cl₂, Br₂ oder I₂) oder eine Kombination von Halogenen umfassen (zum Beispiel ClBr, BrI oder dergleichen). Daher kann, ausgenommen bei (einem) Dotierstoff(en), falls vorhanden, die Szintillationsverbindung vorwiegend eine einzige Metallverbindung, eine gemischte Metallverbindung oder eine gemischte Halogenverbindung sein.
Die Szintillationsverbindung kann in Form eines einzelnen Kristalls oder eines Polykristallinmaterials vorliegen. Die Szintillationsverbindung in Form eines einzelnen Kristalls kann mithilfe einer Fusionszonentechnik, einer Czochralski-, einer Bridgman- oder einer Edge-Feed-Growth(EFG)-Technik gebildet werden. Bei der Fusionszonentechnik kann ein festes Material verarbeitet werden, sodass ein Kristallsamen mit einem Ende des Feststoffes in Kontakt ist und eine Wärmequelle hervorruft, dass eine lokale Region (Teil des Feststoffes) in der Nähe des Kristalls geschmolzen wird. Die Temperatur in der Nähe des geschmolzenen Materials kann mindestens etwa 1600°C oder mindestens 1800°C und höchstens etwa 2200°C oder höchstens etwa 2100°C sein.
Sobald sich die Wärmequelle vom Kristall entfernt, verwandelt sich der geschmolzene Bereich in Monokristallin und es wird eine neue lokale Region entfernter vom Kristallsamens geschmolzen. Der Prozess wird fortgesetzt, bis der Rest des Feststoffes kristallisiert ist. Der Feststoff kann während des Prozesses in einer vertikalen oder horizontalen Richtung ausgerichtet sein. Die konkreten Kristallwachstumsmethoden wie Schmelzzone und Schwebezone gehören im Allgemeinen der Fusionszonentechnik an.
Die Fusionszonentechnik kann in der Lage sein, eine höhere Menge an Dotierstoff aufzunehmen als die Czochralski- oder Bridgman-Wachstumstechniken, da die Verflüchtigung oder Segregation die Fähigkeit einschränken kann, wie viel Dotierstoff im Kristall enthalten sein wird. Die Szintillationsverbindung kann in Form eines Polykristallinmaterials vorliegen. Solche Materialien können durch Kalzinierung, Pressung, Sinterung oder jegliche Kombination davon gebildet werden. Bei einer Ausführungsform, ein Polykristallinpulver (gewonnen durch ein hydrothermales Verfahren oder durch Abscheidung in alkaliner Lösung oder durch eine Dampfphase), wobei das Pulver möglicherweise mit oder ohne Gebrauch eines Bindemittels verdichtet oder thermisch verdichtet oder durch ein Sol-Gel-Verfahren zusammengesetzt wird. Bei einer weiteren Ausführungsform kann die Verbindung eine Monokristallin- oder Polykristallinfaser (gewonnen durch Micro-Pulling-Down oder durch EFG) oder eine dünner Film (gewonnen durch CVD) oder eine Polykristallin-Glaskeramik sein. Die Szintillationsverbindung kann in einem Wirtsmaterial integriert werden, das klar sein kann, wie zum Beispiel ein Glas oder ein Kunststoff oder eine Flüssigkeit oder ein Kristall. Das Wirtsmaterial kann verwendet werden, um die Szintillationsverbindung indirekt anzuregen.
Je nach der Zusammensetzung der Szintillationsverbindung kann die Szintillationsverbindung während der Bildung oder während einer Vergütung nach der Bildung einer reduzierenden Umgebung oder einer oxidierenden Umgebung gegenüber ausgesetzt werden. Wenn die Szintillationsverbindung ein Seltenerdelement enthält, das in einem zweiwertigen Zustand und einem dreiwertigen Zustand vorhanden ist, kann eine solche Verbindung mithilfe einer reduzierenden Umgebung gebildet werden. Bei einer Ausführungsform kann eine Szintillatorverbindung Eu enthalten, welches in einem zweiwertigen Zustand, Eu²⁺, und einem dreiwertigen Zustand, Eu³⁺, vorliegen kann. Wenn ein zweiwertiges Seltenerdelement verwendet wird, kann auch ein vierwertiges Element, wie zum Beispiel Zr oder Hf, verwendet werden. Da Zr und Hf nicht sogleich auf einen dreiwertigen Zustand reduziert werden können oder konnten, ist die Wahrscheinlichkeit einer Reduzierung von Zr oder Hf in der reduzierenden Umgebung im Wesentlichen gleich null, wenn die gebildete Szintillationsverbindung ein Seltenerdmetall im zweiwertigen Zustand enthält.
Die reduzierende Umgebung kann eine reduzierende Spezies, ein Inertgas oder eine Kombination davon umfassen. Die reduzierende Spezies kann H₂, N₂H₄, CH₄ und eine weitere geeignete reduzierende Spezies oder dergleichen enthalten. Wenn CH₄ als reduzierende Spezies verwendet wird, kann O₂ hinzugefügt werden, sodass CO bei der Bildungstemperatur gebildet wird. Bei einer Ausführungsform umfasst die reduzierende Umgebung mindestens etwa 1,1 Vol.-%, mindestens etwa 2 Vol.-%, mindestens etwa 4 Vol.-% der reduzierenden Spezies, und bei einer anderen Ausführungsform umfasst die reduzierende Umgebung nicht mehr als 100 Vol.-%, nicht mehr als etwa 75 Vol.-%, nicht mehr als etwa 50 Vol.-%, nicht mehr als etwa 20 Vol.-% oder nicht mehr als etwa 9 Vol.-% der reduzierenden Spezies. Was den Absolutdruck betrifft, umfasst die reduzierende Umgebung bei einer Ausführungsform mindestens etwa 1,1 kPa, mindestens etwa 2 kPa, mindestens etwa 4 kPa der reduzierenden Spezies, und bei einer anderen Ausführungsform umfasst die reduzierende Umgebung höchstens 101 kPa, höchstens etwa 75 kPa, höchstens etwa 50 kPa, höchstens etwa 20 kPa oder höchstens etwa 9 kPa der reduzierenden Spezies.
Das Inertgas kann ein Edelgas wie zum Beispiel He, Ne, Ar oder ein anderes Edelgas oder eine beliebige Kombination davon umfassen. Bei einer Ausführungsform umfasst die reduzierende Umgebung mindestens etwa 1,1 Vol.-%, mindestens etwa 5 Vol.-%, mindestens etwa 11 Vol.-%, mindestens etwa 15 Vol.-% oder mindestens etwa 20 Vol.-% des Inertgases, und bei einer anderen Ausführungsform umfasst die reduzierende Umgebung höchstens 100 Vol.-%, höchstens etwa 90 Vol.-%, höchstens etwa 75 Vol.-%, höchstens etwa 50 Vol.-% oder höchstens etwa 40 Vol.-% des Inertgases. Die reduzierende Umgebung kann nur ein Inertgas umfassen, kann im Wesentlichen keinen Sauerstoff enthalten oder eine Kombination davon. Bei einer konkreten Ausführungsform kann das Inertgas mindestens etwa 50% Ar umfassen, und in einer anderen konkreten Ausführungsform umfasst die reduzierende Umgebung eine Gesamtkonzentration der reduzierenden Spezies von höchstens etwa 5 Vol.-%, und ein Rest der reduzierenden Umgebung umfasst Ar. Die reduzierende Umgebung kann O₂ in einem Bereich von etwa 0,0001 Vol.-% bis etwa 3% Vol.-% umfassen. Eine solche reduzierende Umgebung kann Sauerstoff umfassen, um die Wahrscheinlichkeit der Bildung von Defekten in der Szintillationsverbindung zu vermeiden, jedoch nicht in einer so hohen Konzentration, um ein Element weiter zu oxidieren, das reduziert werden soll.
Die oxidierende Umgebung kann O₂, O₃, NO, N₂O, CO₂ oder eine beliebige Kombination davon umfassen. Bei einer Ausführungsform umfasst die oxidierende Umgebung mindestens etwa 1,4 Vol.-%, mindestens etwa 5 Vol.-%, mindestens etwa 11 Vol.-%, mindestens etwa 15 Vol.-% oder mindestens etwa 20 Vol.-% einer oxidierenden Spezies, und bei einer anderen Ausführungsform umfasst die oxidierende Umgebung höchstens 100 Vol.-%, höchstens etwa 90 Vol.-%, höchstens etwa 75 Vol.-%, höchstens etwa 50 Vol.-%, höchstens etwa 40 Vol.-%, oder höchstens etwa 30 Vol.-% einer oxidierenden Spezies. Was den Absolutdruck betrifft, umfasst die oxidierende Umgebung bei einer Ausführungsform mindestens etwa 1,4 kPa, mindestens etwa 5 kPa, mindestens etwa 11 kPa, mindestens etwa 15 kPa oder mindestens etwa 20 kPa einer oxidierenden Spezies, und bei einer anderen Ausführungsform umfasst die oxidierende Umgebung höchstens 101 kPa, höchstens etwa 90 kPa, höchstens etwa 75 kPa, höchstens etwa 50 kPa oder höchstens etwa 40 kPa einer oxidierenden Spezies. Bei einer konkreten Ausführungsform können die Oxidationsbedingungen durch elektrische Entladung im Material erreicht werden, und bei einer anderen konkreten Ausführungsform kann die Vergütung mit Luft allein vorgenommen werden.
Bei Bedarf oder falls erwünscht kann nach der Bildung der Szintillationsverbindung eine Vergütung vorgenommen werden. Die Vergütung kann mithilfe einer beliebigen der vorher beschriebenen Umgebungen vorgenommen werden. Die Temperatur für die Vergütung kann mindestens etwa 1100°C oder mindestens 1200°C betragen und kann nicht höher als etwa 1600°C oder nicht höher als etwa 1500°C sein.
Die Szintillationsverbindung kann verwendet werden, um einen Szintillator oder eine andere Szintillationsvorrichtung zu bilden, die in vielen Apparaten nützlich ist. In 1 ist eine Ausführungsform aufgeführt mit einem Apparat 100, der einen Szintillator 122, einen Lichtleiter 124, einen Lichtsensor 126 und eine Steuereinheit 128 umfasst. Der Szintillator 122 kann eine Szintillationsverbindung umfassen, wie vorher beschrieben. Der Lichtleiter 124 ist im Wesentlichen transparent für szintillierendes Licht, das vom Szintillator 122 emittiert wird. Der Lichtsensor 126 kann Elektronen erzeugen als Reaktion auf den Empfang von szintillierendem Licht vom Szintillator 122. Der Lichtsensor 126 kann ein Fotomultiplier, eine Fotodiode, eine Lawinendiode oder dergleichen sein. Der Szintillator 122, der Lichtleiter 124 und der Lichtsensor 126 sind optisch zusammengekoppelt. Auch wenn der Szintillator 122, der Lichtleiter 124 und der Lichtsensor 126 so dargestellt werden, als wären sie voneinander beabstandet, kann der Lichtleiter 124 den Szintillator 122 oder den Lichtsensor 126 direkt kontaktieren. Bei einer anderen Ausführungsform kann ein Kupplungsmaterial wie zum Beispiel ein im Wesentlichen klares Silikongel, verwendet werden, um den Szintillator 122, den Lichtleiter 124 und den Lichtsensor 126 miteinander zu kuppeln. Der Szintillator 122, der Lichtleiter 124 und der Lichtsensor 126 können sich innerhalb eines oder mehrerer Gehäuses/Gehäuse befinden, sodass das Umgebungslicht oder eine weitere ungewünschte Strahlung nicht den Lichtsensor 126 erreicht.
Die Steuereinheit 128 ist elektrisch mit dem Lichtsensor 126 gekoppelt. Im Normalbetrieb kann Strahlung vom Szintillator 122 erfasst werden, und der Szintillator 122 emittiert szintillierendes Licht in Reaktion auf den Empfang von gezielter Strahlung. Das szintillierende Licht wird vom Lichtsensor 126 empfangen, welcher ein elektronisches Signal erzeugt, das an die Steuereinheit 128 übertragen wird. Die Steuereinheit 128 umfasst Hardware, Firmware oder Software, die so konfiguriert ist, dass die Steuereinheit 128 Informationen über die gezielte Strahlung erzeugen kann, wie zum Beispiel die Art von Strahlung (Röntgenstrahlen, Gammastrahlen, Betapartikel und dergleichen), die Intensität der Strahlung, der Ort, an dem die
Strahlung erfasst wurde oder wo die Strahlung herkam, oder eine beliebige Kombination davon. Der Apparat kann ein Strahlendetektionsapparat wie zum Beispiel ein medizinischer Bildgebungsapparat, ein Bohrlochmessungsapparat, ein Sicherheitsinspektionsapparat oder dergleichen sein. Bei einer konkreten Ausführungsform kann das Strahlendetektionssystem zur Analyse von Gammastrahlen verwendet werden, wie zum Beispiel einer Einzelphotonen-Emissionscomputertomographie(SPECT)- oder einer Positronen-Emissions-Tomographie(PET)-Analyse. Bei einer anderen Ausführungsform kann die Szintillationsverbindung für andere Verwendungsweisen außerhalb der Strahlungsdetektion verwendet werden. Zum Beispiel kann der Apparat einen Lumineszenzemitter umfassen, insbesondere monochromatisch, für UV-Spektren, sichtbar und Infrarot, sowie für ein Wellenlängen-Konvertierungssystem, zum Beispiel ein Lasergerät. Bei einem solchen Gerät kann eine Steuereinheit mit dem Szintillator 122 gekoppelt werden, und der Lichtleiter 124 und der Lichtsensor 126 können durch ein Objektiv oder ein anderes geeignetes optischen Merkmal ersetzt werden. Noch ein anderer Apparat, der die Szintillationsverbindung verwenden kann, kann einen optischen Datenspeicher enthalten.
Szintillationsverbindungen weisen, wie gemäß der hierin beschriebenen Konzepte beschrieben, ungewöhnlich gute Lichtleistungs-, Energieauflösungs-, Linearitäts-, Abklingzeit- und Nachglüheigenschaften auf. Die Linearität bezieht sich darauf, wie gut sich ein Szintillationskristall der perfekten linearen Proportionalität zwischen der Strahlungsenergie und der Lichtausgabe nähert. Die Linearität kann als Abweichung von der perfekten Linearität gemessen werden. Ein Szintillationskristall mit einer perfekten Linearität würde immer die selbe Anzahl von Photonen pro absorbierter Energieeinheit erzeugen, ungeachtet der Energie der Strahlung. Daher ist dessen Abweichung von der perfekten Linearität null. Bei einer Ausführungsform kann eine Szintillationsverbindung ein Nachglühen von weniger als 200 ppm nach 100 ms aufweisen, relativ zur. gemessenen Intensität während einer Röntgenbestrahlung. Bei einer konkreten Ausführungsform kann eine Verbesserung mit weniger Nachglühen mit einer Reduzierung der Abklingzeit und einer erhöhten Lichtausbeute einhergehen. Das Vorhandensein eines Seltenerdelements in zweiwertigem oder vierwertigem Zustand mit einem elektronische Ladung ausgleichenden Material kann es einer Szintillationsverbindung ermöglichen, ein Gleichgewicht der elektronischen Ladung aufrechtzuerhalten und dennoch die Vorteile zu erreichen, dass das Seltenerdelement im zweiwertigen oder vierwertigen Zustand vorzufinden ist.
Eine nicht-beschränkende Ausführungsform wird beschrieben, um die aktuellen Kenntnisse besser zu veranschaulichen, wie hierin beschriebene Konzepte auf Szintillationsverbindungen anwendbar sind. Ein Seltenerdaluminiumgranat, wie zum Beispiel LuAG, kann gebildet werden und zumindest einen Teil des Seltenerdelements im vierwertigen Zustand, Ce⁴⁺, innerhalb der fertigen Szintillationsverbindung umfassen. Wenn zu viel Ce⁴⁺ hinzugefügt wird, ohne eine die elektronische Ladung ausgleichende Spezies, kann die LuAG-Verbindung zu viele Sauerstoffleerstellen enthalten, die als Elektronenfallen wirken können. Wenn Strahlung erfasst wird, werden Elektronen innerhalb der LuAG-Verbindung angeregt. Manche Elektronen werden zu einem niedrigeren Energiezustand zurückkehren und szintillierendes Licht emittieren, was wünschenswert ist; andere Elektronen werden jedoch gefangen und emittieren kein Licht, wenn gefangen. Die Elektronen können aufgrund der Temperatur befreit werden und Licht emittieren, was als Thermolumineszenz bezeichnet wird. So sind die Elektronenfallen problematisch, da gefangene Elektronen kein szintillierendes Licht emittieren werden, während Elektronen außerhalb der Fallen szintillierendes Licht emittieren, und Elektronen, die aus den Fallen befreit werden, werden Licht emittieren, dies wird jedoch erst danach geschehen, nachdem das szintillierende Licht von nicht gefangenen Elektronen emittiert wurde. Durch das Aufrechterhalten eines besseren Gleichgewichts der elektronischen Ladung kann es weniger wahrscheinlich sein, dass Sauerstoffleerstellen Elektronen fangen. Als Fortsetzung des vorherigen Beispiels kann ein Element der Gruppe 2, wie zum Beispiel Ca, Mg, Sr, Zn oder dergleichen in der Szintillationsverbindung integriert werden. Das Element der Gruppe 2 Zn ist in einem zweiwertigen Zustand und oxidiert nicht oder wird nicht sogleich oxidiert. Die LuAG-Verbindung kann daher in einer oxidierenden Umgebung gebildet werden, die ausreicht, um eine gewünschte Konzentration an Ce⁴⁺ zu erhalten, ohne ein bedeutendes Risiko der Bildung von Sauerstoffleerstellen, während dennoch ein besseres Gleichgewicht der elektronischen Ladung zumindest teilweise aufrechterhalten wird aufgrund des Vorhandenseins des Elements der Gruppe 2 oder von Zn, welches nicht sogleich oxidiert wird. Das Hinzufügen eines Seltenerdelements in einem vierwertigen Zustand kann einen Schritt beim Szintillationsmechanismus in vielen Szintillationsverbindungen überflüssig machen. Der modifizierte Szintillationsmechanismus umfasst die Interaktion von Cerium im 4+-Zustand mit energiereicher Röntgenstrahlung oder y-Photonen und die Konvertierung von Ce⁴⁺ direkt in den angeregten (3+)*-Zustand zusammen mit der Erzeugung einer Fehlstelle. Zweiwertige Elemente sind am Szintillationsmechanismus beteiligt und spielen eine konkrete Rolle als Elektronenfalle.
Idealerweise wird ein Paar Seltenerdmetallatome in einem dreiwertigen Zustand durch ein Seltenerdatom in einem vierwertigen Zustand und ein Metallatom in einem zweiwertigen Zustand, wie zum Beispiel einem Element der Gruppe 2, Zn, oder einer beliebigen Kombination davon ersetzt. In der Praxis, was das Ersetzen von Seltenerdmetallatomen in dreiwertigem Zustand betrifft, muss das Verhältnis der Seltenerdatome in einem vierwertigen Zustand zu Metallatomen in einem zweiwertigen Zustand nicht 1:1 sein, da nicht alle Dotierstoffatome am Szintillationsmechanismus beteiligt sind und daher ein geringes Ungleichgewicht der elektronischen Ladung nicht von den hierin beschriebenen Konzepten abweicht. Bessere Ergebnisse können erzielt werden, wenn das Verhältnis nahe 1:1 aufrechterhalten wird.
Ähnliche Konzepte treffen zu, wenn Seltenerdelemente reduziert werden. Bei einer anderen nicht beschränkenden Ausführungsform wird ein Seltenerdmetallatomepaar in dreiwertigem Zustand durch ein Seltenerdatom in einem zweiwertigen Zustand und einem Metallatom in einem vierwertigen Zustand ersetzt. Eine konkrete Verbindung kann CaLaB₇O₁₃ umfassen. Etwas des La, das in einem dreiwertigen Zustand vorhanden ist, kann durch Eu²⁺ und Zr, Hf oder einer Kombination davon ersetzt werden. Zr und Hf sind in einem vierwertigen Zustand und werden nicht sogleich reduziert.
Der Ersatz von La durch Eu²⁺ und Zr oder Hf ermöglicht daher ein besseres Gleichgewicht der elektronischen Ladung, insbesondere wenn die Szintillationsverbindung einer reduzierenden Umgebung gegenüber ausgesetzt wird, zum Beispiel um zu verhindern, dass Eu²⁺ zu Eu³⁺ oxidiert wird.
Bei einer anderen nicht beschränkenden Ausführungsform wird ein Paar Metallatome in zweiwertigem Zustand durch ein Seltenerdatom in einem dreiwertigen Zustand und ein Metallatom in einem einwertigen Zustand, wie zum Beispiel einem Element der Gruppe 1 oder Ag, ersetzt. Eine konkrete Verbindung kann CaI₂ enthalten. Etwas des Ca, das in einem zweiwertigen Zustand vorhanden ist, kann durch Eu²⁺ und Li, Na oder K oder einer Kombination davon ersetzt werden. Die Elemente der Gruppe 1 sind in einem einwertigen Zustand und werden nicht sogleich reduziert. Der Ersatz von Ba durch Eu³⁺ und Li, Na oder K ermöglicht daher ein besseres Gleichgewicht der elektronischen Ladung, insbesondere wenn die Szintillationsverbindung einer reduzierenden Umgebung gegenüber ausgesetzt wird, zum Beispiel um zu verhindern, dass Eu²⁺ zu Eu³⁺ oxidiert wird.
Das Vorhandensein von Ce⁴⁺ kann bei Kristallproben bestimmt werden, die auf ihren beiden parallelen Seiten poliert sind, durch welche Seiten das spektrophotometrische Verfahren durchgeführt wurde. Der Abstand zwischen diesen parallelen Seiten (Dicke der Probe) kann zwischen 0,2 und 50 mm betragen. Bei einer konkreten Ausführungsform sind die Proben nominell 1 mm dick. Es kann ein Spektrophotometer der Marke Cary 6000i verwendet werden, welcher im UV- und sichtbaren Bereich misst und von Varian, jetzt Teil von Agilent Technologies, Inc., unter dem Handelsnamen Cary 6000i vermarktet wird und eine Auflösung von weniger als oder gleich 1 nm aufweist. Der direkte Übertragungsmodus wurde bei den Proben verwendet. Die Proben wurden in einem Intervall von 0,5 nm, einer Aufnahmezeit von 0,1 s pro Punkt und einer SBW (spektrale Bandbreite) von 2 nm gemessen. Die Absorbanz (auch optische Dichte genannt) einer jeden Probe wird in Abhängigkeit von der Wellenlänge zwischen 190 nm und 600 nm gemessen. Das Hintergrundrauschen wird subtrahiert, bevor das Verhältnis der Absorbanz bei 357 mm zur Absorbanz bei 280 nm, genannt A₃₅₇/A₂₈₀, bestimmt wird.
In 2 sind die Absorbanzspektren aufgeführt im Fall von Probe 2 („2” in der Figur) nach einer Luftvergütung (nach einer Ausführungsform) und im Fall von Probe 1 („1” in der Figur), einer Referenzprobe, repräsentativ für den Stand der Technik, die nicht vergütet wird. Im Fall von Probe 2 wird nach der Luftvergütung eine Maximalabsorbanz bei 250 nm beobachtet, dessen Quelle Ce⁴⁺ ist.
In 3 wird die Intensität der Thermolumineszenz einer Verbindung im Fall von Probe 2 („2”) nach einer Luftvergütung und im Fall von Probe 1 (nicht vergütete Referenzprobe, „1”), welche repräsentativ für den Stand der Technik ist, verglichen. Im Fall von Probe 2 wird ein sehr bedeutender Rückgang der Intensität der Thermolumineszenz beobachtet, besonders um 300 K, und das Nachglühen wird daher reduziert.
Es wurden Referenzen veröffentlicht, die das Hinzufügen von Dotierstoffen offenbaren, um die Leistung der Szintillatorkristalle zu steigern. US 2011/0204240 lehrt, dass Ca hinzugefügt wird, sodass Ce⁴⁺ in Cerium-dotiertem Lutetium-Yttrium-Orthosilikat (LYSO:Ce) Ce³⁺ bildet. Sicherlich war RE⁴⁴⁺ im Stand der Technik unerwünscht. Anders als bei den Lehren des Stands der Technik kann ein Seltenerdelement absichtlich in einem zweiwertigen oder vierwertigen Zustand aufrechterhalten und die Vorteile eines solchen Zustands erreicht werden, während das Gleichgewicht der elektronischen Ladung dennoch aufrechterhalten wird.
Bei einer Ausführungsform kann eine Szintillationsverbindung im Wesentlichen klar sein. Bei einer anderen Ausführungsform kann der Farbwechsel durch Bestimmung eines Farbunterschieds zwischen einer Szintillationsverbindung bei einer der hierin beschriebenen Ausführungsformen und ihrer entsprechenden Grundverbindung quantifiziert werden, wenn beide durch vorwiegend weißes Licht bestrahlt werden. Wie hierin verwendet hat eine entsprechende Grundverbindung im Wesentlichen die gleiche Zusammensetzung wie die Szintillationsverbindung, ausgenommen dass der gesamte Aktivator des szintillierenden Lichts einen anderen Valenzzustand als ein herkömmlicher Aktivator für die konkrete Szintillationsverbindung aufweist. Zum Beispiel kann die Szintillationsverbindung RE³⁺ (zum Beispiel Ce³⁺) als herkömmlichen Aktivator aufweisen; eine Szintillationsverbindung kann jedoch in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform Ce⁴⁺ oder eine Kombination von Ce³⁺ und einer bedeutenden Menge an Ce⁴⁺ als Aktivator des szintillierenden Lichts aufweisen. Die entsprechende Grundverbindung würde sämtliches Cerium als Ce³⁺ mit vorwiegend keinem oder einer geringfügigen Menge an Ce⁴⁺ aufweisen. In einem anderen Beispiel kann eine andere Szintillationsverbindung RE²⁺ (zum Beispiel Eu²⁺) als herkömmlichen Aktivator aufweisen; eine andere Szintillationsverbindung kann jedoch in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform Eu³⁺ oder eine Kombination von Eu²⁺ und Eu³⁺ als Aktivator des szintillierenden Lichts aufweisen.
Die entsprechende Grundverbindung würde sämtliches Europium als Eu²⁺ aufweisen mit vorwiegend keinem oder nur einer geringfügigen Menge an Eu³⁺.
Proben für die Auswertung des Farbwechsels können verwendet werden wie gebildet, weisen eine polierte Oberfläche auf, sind grob gebrochen, oder es wurde eine andere geeignete Probenvorbereitung durchgeführt. Weißes Licht kann so gerichtet werden, dass es senkrecht zur Oberfläche, in einem anderen Winkel als senkrecht zur Oberfläche oder von einer Vielfalt von Lichtquellen gerichtet wird, die in unterschiedlichen Winkeln zur Oberfläche ausgerichtet sind. Es kann/können eine oder mehrere unterschiedliche Techniken verwendet werden, um den Farbwechsel zu bestimmen.
Bei einer Ausführungsform können die Farbraumkoordinaten L*, a* und b* nach CIE 1976 verwendet werden. Die CIE 1976-Farbraumkoordinaten können mithilfe eines Spektrophotometers der Marke Cary 6000i von Varian, jetzt Teil von Agilent Technologies, Inc. erfasst werden. Die Szintillationsverbindung reflektiert im Wesentlichen weißes Licht bei den Farbraumkoordinaten L1*, a1*, b1*, welche den Farbraumkoordinaten L*, a* und b* nach CIE 1976 für die Szintillationsverbindung entsprechen. Die entsprechende Grundverbindung reflektiert im Wesentlichen weißes Licht bei den Farbraumkoordinaten L2*, a2*, b2*, welche den Farbraumkoordinaten L*, a* und b* nach CIE 1976 für die entsprechende Grundverbindung entsprechen. Der Farbunterschied zwischen der Szintillationsverbindung und der Grundverbindung kann so sein, dass |a1* – a2*| nicht höher als etwa 9 und |b1* – b2*| nicht höher als etwa 9 ist. Bei einer anderen Ausführungsform ist |a1* – a2*| höchstens etwa 5, höchstens etwa 3, höchstens etwa 2, höchstens etwa 1,5, höchstens etwa 0,9, höchstens etwa 0,5 oder höchstens etwa 0,2, höchstens etwa 0,09, höchstens etwa 0,05, höchstens etwa 0,01, und |b1* – b2*| höchstens etwa 5, höchstens etwa 3, höchstens etwa 2, höchstens etwa 1,5, höchstens etwa 0,9, höchstens etwa 0,5, oder höchstens etwa 0,2, höchstens etwa 0,09, höchstens etwa 0,05 oder höchstens etwa 0,01. Bei einer anderen Ausführungsform ist |L1* – L2*| höchstens etwa 9, höchstens etwa 5, höchstens etwa 3, höchstens etwa 2, höchstens etwa 1,5, höchstens etwa 0,9, höchstens etwa 0,5 oder höchstens etwa 0,2.
Als Alternative zu Farbraumkoordinaten kann die Wellenlänge von reflektiertem Licht verwendet werden. Die Szintillationsverbindung reflektiert im Wesentlichen weißes Licht bei einer ersten Wellenlänge, und ihre entsprechende Grundverbindung reflektiert im Wesentlichen weißes Licht bei einer zweiten Wellenlänge. Bei einer Ausführungsform unterscheiden sich erste und zweite Wellenlängen höchstens etwa 50 nm, höchstens etwa 30 nm, höchstens etwa 20 nm, höchstens etwa 15 nm, höchstens etwa 9 nm, höchstens etwa 5 nm, höchstens etwa 2 nm voneinander.
Bei noch einer anderen Ausführungsform kann ein konkretes Spektrum von Wellenlängen verwendet werden. In einem Beispiel ist eine Szintillationsverbindung farblos, wenn die elektronische Ladung ausreichend ausgeglichen ist, und eine ähnliche Szintillatorverbindung weist eine gelbe Farbe auf, wenn die elektronische Ladung nicht ausreichend ausgeglichen ist. Die Intensität des reflektierten Lichts bei Wellenlängen von 400 nm bis 700 nm für die Szintillatorverbindungen kann verglichen werden. Ein Farbwechsel kann ermittelt werden, wenn die Daten bedeutend abweichen. Alternativ kann nur blaues Licht (zum Beispiel Licht mit einem Emissionsmaximum bei einer Wellenlänge in einem Bereich von 400 nm bis 450 nm) verwendet werden, um die Szintillationsverbindungen zu beleuchten. Die Szintillationsverbindung, die farblos ist, kann im Wesentlichen mehr des blauen Lichts reflektieren als im Vergleich zur Szintillationsverbindung, die die gelbe Farbe aufweist.
In einem anderen Beispiel ist eine Szintillationsverbindung gelb, wenn die elektronische Ladung ausreichend ausgeglichen ist, und noch eine weitere ähnliche Szintillatorverbindung weist eine grüne Farbe auf, wenn die elektronische Ladung nicht ausreichend ausgeglichen ist. Die Intensität des reflektierten Lichts bei Wellenlängen von 400 nm bis 700 nm für die Szintillatorverbindungen kann verglichen werden. Eine Analyse kann mit unterschiedlichen Farblichten durchgeführt werden. Ein erster Datensatz kann erhalten werden, wenn nur grünes Licht (zum Beispiel Licht mit einem Emissionsmaximum bei einer Wellenlänge in einem Bereich von 500 nm bis 550 nm) verwendet wird, um die Szintillationsverbindungen zu beleuchten. Ein zweiter Datensatz kann erhalten werden, wenn nur rotes Licht (zum Beispiel Licht mit einem Emissionsmaximum bei einer Wellenlänge in einem Bereich von 650 nm bis 700 nm) verwendet wird, um die Szintillationsverbindungen zu beleuchten. Die Szintillationsverbindung, die gelb ist, kann im Wesentlichen mehr des roten Lichts und weniger des grünen Lichts im Vergleich zur Szintillationsverbindung mit der grünen Farbe reflektieren.
Es sind viele unterschiedliche Aspekte und Asuführungsformen möglich. Manche dieser Aspekte und Ausführungsformen werden hierin beschrieben. Nachdem sie diese Beschreibung gelesen haben werden Fachmänner verstehen, dass diese Aspekte und Ausführungsformen nur veranschaulichend sind und den Umfang der vorliegenden Erfindung nicht beschränken. Zudem werden Fachmänner verstehen, dass manche Ausführungsformen, die Analogschaltungen umfassen, in ähnlicher Weise mit Digitalschaltungen realisiert werden können und umgekehrt.
Die Ausführungsformen können einem oder mehreren der nachstehend aufgelisteten Elemente entsprechen.

Element 1. Eine Szintillationsverbindung, umfassend ein Seltenerdelement in vierwertigem Zustand bei einer Konzentration von mindestens etwa 10 Atom-ppm der Szintillationsverbindung, wobei die Szintillationsverbindung keine Seltenerde-Silikatverbindung ist.
Element 2. Die Szintillationsverbindung nach Element 1, wobei das Seltenerdelement in vierwertigem Zustand in einer Konzentration von mindestens etwa 11 Atom-ppm, mindestens etwa 20 Atom-ppm, mindestens etwa 50 Atom-ppm, mindestens etwa 60 Atom-ppm, mindestens etwa 110 Atom-ppm, mindestens etwa 150 Atom-ppm oder mindestens etwa 200 Atom-ppm der Szintillationsverbindung vorliegt.
Element 3. Die Szintillationsverbindung nach Element 1 oder 2, wobei das Seltenerdelement in vierwertigem Zustand in einer Konzentration von höchstens etwa 5 Atom-%, höchstens etwa 5000 Atom-ppm, höchstens etwa 2000 Atom-ppm, höchstens etwa 1500 Atom-ppm, höchstens etwa 900 Atom-ppm, höchstens etwa 800 Atom-ppm, höchstens etwa 700 Atom-ppm, höchstens etwa 600 Atom-ppm oder höchstens etwa 500 Atom-ppm der Szintillationsverbindung vorliegt.
Element 4. Die Szintillationsverbindung nach einem der Elemente 1 bis 3, wobei das Seltenerdelement ein konkretes Seltenerdelement in vierwertigem Zustand ist und mindestens etwa 5%, mindestens etwa 11%, mindestens etwa 15%, mindestens etwa 20%, mindestens etwa 35% oder mindestens etwa 30% des Gesamtgehalts am konkreten Seltenerdelement in der Szintillationsverbindung darstellt.
Element 5. Die Szintillationsverbindung nach einem der Elemente 1 bis 4, wobei das Seltenerdelement ein konkretes Seltenerdelement in vierwertigem Zustand ist und höchstens 100%, höchstens etwa 90%, höchstens etwa 75%, höchstens etwa 50%, höchstens etwa 40%, höchstens etwa 30%, höchstens etwa 25%, höchstens etwa 20%, höchstens etwa 15% oder höchstens etwa 9% des Gesamtgehalts am konkreten Seltenerdelement in der Szintillationsverbindung darstellt.
Element 6. Die Szintillationsverbindung nach einem der Elemente 1 bis 5, ferner umfassend einen Dotierstoff, der ein anderes Element in zweiwertigem Zustand in einer Konzentration von mindestens 5 Atom-ppm enthält.
Element 7. Die Szintillationsverbindung nach Element 6, wobei der Dotierstoff in einer Konzentration von mindestens etwa 11 Atom-ppm, mindestens etwa 20 Atom-ppm, mindestens etwa 50 Atom-ppm, mindestens etwa 110 Atom-ppm, mindestens etwa 150 Atom-ppm oder mindestens etwa 200 Atom-ppm der Szintillationsverbindung vorliegt.
Element 8. Die Szintillationsverbindung nach einem der Elemente 1 bis 7, wobei der Dotierstoff in einer Konzentration von höchstens etwa 5 Atom-%, höchstens etwa 5000 Atom-ppm, höchstens etwa 2000 Atom-ppm, höchstens etwa 1500 Atom-ppm, höchstens etwa 900 Atom-ppm, höchstens etwa 800 Atom-ppm, höchstens etwa 700 Atom-ppm, höchstens etwa 600 Atom-ppm oder höchstens etwa 500 Atom-ppm der Szintillationsverbindung vorliegt.
Element 9. Die Szintillationsverbindung nach einem der Elemente 1 bis 8, wobei ein Verhältnis des Seltenerdelements in vierwertigem Zustand zum Dotierstoff mindestens etwa 1:90, mindestens etwa 1:50, mindestens etwa 1:20, mindestens etwa 1:9, mindestens etwa 1:5, mindestens etwa 1:3, mindestens etwa 1:2, oder mindestens etwa 1:1,5 oder mindestens etwa 1:1,1 beträgt.
Element 10. Die Szintillationsverbindung nach einem der Elemente 1 bis 9, wobei ein Verhältnis des Seltenerdelements in vierwertigem Zustand zum Dotierstoff höchstens etwa 90:1, höchstens etwa 50:1, höchstens etwa 20:1, höchstens etwa 9:1, höchstens etwa 5:1, höchstens etwa 3:1, höchstens etwa 2:1, oder höchstens etwa 1,5:1 oder höchstens etwa 1,1:1 beträgt.
Element 11. Die Szintillationsverbindung nach einem der Elemente 1 bis 10, wobei das Seltenerdelement Ce⁴⁺ umfasst.
Element 12. Die Szintillationsverbindung nach einem der Elemente 1 bis 10, wobei das Seltenerdelement Pr⁴⁺ umfasst.
Element 13. Die Szintillationsverbindung nach einem der Elemente 1 bis 10, wobei das Seltenerdelement Tb⁴⁺ umfasst.
Element 14. Die Szintillationsverbindung nach einem der Elemente 1 bis 10, wobei der Dotierstoff ein Element der Gruppe 2, Zn oder eine Kombination davon umfasst.
Element 15. Szintillationsverbindung, umfassend: ein Metallelement in dreiwertigem Zustand; und ein Seltenerdelement in zweiwertigem Zustand in einer Konzentration von mindestens etwa 10 Atom-ppm der Szintillationsverbindung, wobei in einer Wirtmatrix der Szintillatorverbindung mindestens ein Teil des Seltenerdelements in zweiwertigem Zustand das Metallelement in dreiwertigem Zustand ersetzt.
Element 16. Die Szintillationsverbindung nach Element 15, wobei das Seltenerdelement in zweiwertigem Zustand in einer Konzentration von mindestens etwa 20 Atom-ppm, mindestens etwa 50 Atom-ppm, mindestens etwa 110 Atom-ppm, mindestens etwa 150 Atom-ppm oder mindestens etwa 200 Atom-ppm der Szintillationsverbindung vorliegt.
Element 17. Die Szintillationsverbindung nach Element 15 oder 16, wobei das Seltenerdelement in zweiwertigem Zustand in einer Konzentration von höchstens etwa 5 Atom-%, höchstens etwa 5000 Atom-ppm, höchstens etwa 2000 Atom-ppm, höchstens etwa 1500 Atom-ppm, höchstens etwa 900 Atom-ppm, höchstens etwa 800 Atom-ppm, höchstens etwa 700 Atom-ppm, höchstens etwa 600 Atom-ppm oder höchstens etwa 500 Atom-ppm der Szintillationsverbindung vorliegt.
Element 18. Die Szintillationsverbindung nach einem der Elemente 15 bis 17, wobei das Seltenerdelement ein konkretes Seltenerdelement in zweiwertigem Zustand ist und mindestens etwa 5%, mindestens etwa 11%, mindestens etwa 15%, mindestens etwa 20%, mindestens etwa 35% oder mindestens etwa 30% des Gesamtgehalts am konkreten Seltenerdelement in der Szintillationsverbindung darstellt.
Element 19. Die Szintillationsverbindung nach einem der Elemente 15 bis 18, wobei das Seltenerdelement ein konkretes Seltenerdelement in zweiwertigem Zustand ist und höchstens 100%, höchstens etwa 90%, höchstens etwa 75%, höchstens etwa 50%, höchstens etwa 40%, höchstens etwa 30%, höchstens etwa 25%, höchstens etwa 20%, höchstens etwa 15% oder höchstens etwa 9% des Gesamtgehalts am konkreten Seltenerdelement in der Szintillationsverbindung darstellt.
Element 20. Die Szintillationsverbindung nach einem der Elemente 15 bis 19, ferner umfassend einen Dotierstoff in vierwertigem Zustand in einer Konzentration von mindestens 5 Atom-ppm der Szintillatorverbindung.
Element 21. Die Szintillationsverbindung nach Element 20, wobei der Dotierstoff in einer Konzentration von mindestens etwa 20 Atom-ppm, mindestens etwa 50 Atom-ppm, mindestens etwa 110 Atom-ppm, mindestens etwa 150 Atom-ppm oder mindestens etwa 200 Atom-ppm der Szintillationsverbindung vorliegt.
Element 22. Die Szintillationsverbindung nach einem der Elemente 15 bis 21, wobei der Dotierstoff in einer Konzentration von höchstens etwa 5000 Atom-ppm, höchstens etwa 2000 Atom-ppm, höchstens etwa 1500 Atom-ppm, höchstens etwa 900 Atom-ppm, höchstens etwa 800 Atom-ppm, höchstens etwa 700 Atom-ppm, höchstens etwa 600 Atom-ppm oder höchstens etwa 500 Atom-ppm der Szintillationsverbindung vorliegt.
Element 23. Die Szintillationsverbindung nach einem der Elemente 15 bis 22, wobei ein Verhältnis des Seltenerdelements in vierwertigem Zustand zum Dotierstoff mindestens etwa 1:90, mindestens etwa 1:50, mindestens etwa 1:20, mindestens etwa 1:9, mindestens etwa 1:5, mindestens etwa 1:3, mindestens etwa 1:2, oder mindestens etwa 1:1,5 oder mindestens etwa 1:1,1 beträgt.
Element 24. Die Szintillationsverbindung nach einem der Elemente 15 bis 23, wobei ein Verhältnis des Seltenerdelements in vierwertigem Zustand zum Dotierstoff höchstens etwa 90:1, höchstens etwa 50:1, höchstens etwa 20:1, höchstens etwa 9:1, höchstens etwa 5:1, höchstens etwa 3:1, höchstens etwa 2:1, oder höchstens etwa 1,5:1 oder höchstens etwa 1,1:1 beträgt.
Element 25. Die Szintillationsverbindung nach einem der Elemente 15 bis 24, wobei der Dotierstoff Zr, Hf oder eine Kombination davon umfasst.
Element 26. Die Szintillationsverbindung nach einem der Elemente 15 bis 24, wobei das Seltenerdelement Nd²⁺ umfasst.
Element 27. Die Szintillationsverbindung nach einem der Elemente 15 bis 24, wobei das Seltenerdelement Sm²⁺ umfasst.
Element 28. Die Szintillationsverbindung nach einem der Elemente 15 bis 24, wobei das Seltenerdelement Eu²⁺ umfasst.
Element 29. Die Szintillationsverbindung nach einem der Elemente 15 bis 24, wobei das Seltenerdelement Dy²⁺ umfasst.
Element 30. Die Szintillationsverbindung nach einem der Elemente 15 bis 24, wobei das Seltenerdelement Tm²⁺ umfasst.
Element 31. Die Szintillationsverbindung nach einem der Elemente 15 bis 24, wobei das Seltenerdelement Yb²⁺ umfasst.
Element 32. Szintillationsverbindung, umfassend: ein Metallelement in zweiwertigem Zustand; und ein Seltenerdelement in dreiwertigem Zustand in einer Konzentration von mindestens etwa 10 Atom-ppm der Szintillationsverbindung, wobei in einer Wirtmatrix der Szintillatorverbindung mindestens ein Teil des Seltenerdelements in dreiwertigem Zustand das Metallelement in zweiwertigem Zustand ersetzt.
Element 33. Die Szintillationsverbindung nach Element 32, wobei das Seltenerdelement in dreiwertigem Zustand in einer Konzentration von mindestens etwa 20 Atom-ppm, mindestens etwa 50 Atom-ppm, mindestens etwa 110 Atom-ppm, mindestens etwa 150 Atom-ppm oder mindestens etwa 200 Atom-ppm der Szintillationsverbindung vorliegt.
Element 34. Die Szintillationsverbindung nach Element 32 oder 33, wobei das Seltenerdelement in dreiwertigem Zustand in einer Konzentration von höchstens etwa 5 Atom-%, höchstens etwa 5000 Atom-ppm, höchstens etwa 2000 Atom-ppm, höchstens etwa 1500 Atom-ppm, höchstens etwa 900 Atom-ppm, höchstens etwa 800 Atom-ppm, höchstens etwa 700 Atom-ppm, höchstens etwa 600 Atom-ppm oder höchstens etwa 500 Atom-ppm der Szintillationsverbindung vorliegt.
Element 35. Die Szintillationsverbindung nach einem der Elemente 32 bis 34, wobei das Seltenerdelement ein konkretes Seltenerdelement in dreiwertigem Zustand ist und mindestens etwa 5%, mindestens etwa 11%, mindestens etwa 15%, mindestens etwa 20%, mindestens etwa 35% oder mindestens etwa 30% des Gesamtgehalts am konkreten Seltenerdelement in der Szintillationsverbindung darstellt.
Element 36. Die Szintillationsverbindung nach einem der Elemente 32 bis 35, wobei das Seltenerdelement ein konkretes Seltenerdelement in dreiwertigem Zustand ist und höchstens 100%, höchstens etwa 90%, höchstens etwa 75%, höchstens etwa 50%, höchstens etwa 40%, höchstens etwa 30%, höchstens etwa 25%, höchstens etwa 20%, höchstens etwa 15% oder höchstens etwa 9% des Gesamtgehalts am konkreten Seltenerdelement in der Szintillationsverbindung darstellt.
Element 37. Die Szintillationsverbindung nach einem der Elemente 32 bis 36, wobei der Dotierstoff in einwertigem Zustand in der Konzentration von mindestens 5 Atom-ppm vorliegt.
Element 38. Die Szintillationsverbindung nach Element 37, wobei der Dotierstoff in einer Konzentration von mindestens etwa 20 Atom-ppm, mindestens etwa 50 Atom-ppm, mindestens etwa 110 Atom-ppm, mindestens etwa 150 Atom-ppm oder mindestens etwa 200 Atom-ppm der Szintillationsverbindung vorliegt.
Element 39. Die Szintillationsverbindung nach einem der Elemente 32 bis 38, wobei der Dotierstoff in einer Konzentration von höchstens etwa 5000 Atom-ppm, höchstens etwa 2000 Atom-ppm, höchstens etwa 1500 Atom-ppm, höchstens etwa 900 Atom-ppm, höchstens etwa 800 Atom-ppm, höchstens etwa 700 Atom-ppm, höchstens etwa 600 Atom-ppm oder höchstens etwa 500 Atom-ppm der Szintillationsverbindung vorliegt.
Element 40. Die Szintillationsverbindung nach einem der Elemente 32 bis 39, wobei ein Verhältnis des Seltenerdelements in zweiwertigem Zustand zum Dotierstoff mindestens etwa 1:90, mindestens etwa 1:50, mindestens etwa 1:20, mindestens etwa 1:9, mindestens etwa 1:5, mindestens etwa 1:3, mindestens etwa 1:2, mindestens etwa 1:1,5 oder mindestens etwa 1:1,1 beträgt.
Element 41. Die Szintillationsverbindung nach einem der Elemente 32 bis 40, wobei ein Verhältnis des Seltenerdelements in zweiwertigem Zustand zum Dotierstoff höchstens etwa 90:1, höchstens etwa 50:1, höchstens etwa 20:1, höchstens etwa 9:1, höchstens etwa 5:1, höchstens etwa 3:1, höchstens etwa 2:1, oder höchstens etwa 1,5:1 oder höchstens etwa 1,1:1 beträgt.
Element 42. Die Szintillationsverbindung nach einem der Elemente 32 bis 42, wobei der Dotierstoff ein Element der Gruppe 1 oder Ag umfasst.
Element 43. Die Szintillationsverbindung nach einem der Elemente 1 bis 42, wobei die Szintillationsverbindung ein Metallhalogenid umfasst.
Element 44. Die Szintillationsverbindung nach Element 43, wobei bis auf einen oder mehrere Dotierstoff(e) das Metallhalogenid ein Einmetallhalogenid ist, sofern einer der einen oder mehreren Dotierstoffe vorliegt.
Element 45. Die Szintillationsverbindung nach Element 43, wobei das Metallhalogenid ein gemischtes Metallhalogenid ist.
Element 46. Die Szintillationsverbindung nach einem der Elemente 43 bis 45, wobei das Metallhalogenid ein gemischtes Metallhalogenid ist.
Element 47. Die Szintillationsverbindung nach einem der Elemente 1 bis 42, wobei die Szintillationsverbindung eine Metall-Bor-Sauerstoffverbindung umfasst.
Element 48. Die Szintillationsverbindung nach Element 47, wobei die Metall-Bor-Sauerstoffverbindung ein Metallborat umfasst.
Element 49. Die Szintillationsverbindung nach Element 47, wobei die Metall-Bor-Sauerstoffverbindung ein Metalloxyborat umfasst.
Element 50. Die Szintillationsverbindung nach einem der Elemente 1 bis 42, wobei die Szintillationsverbindung eine Metall-Aluminium-Sauerstoffverbindung umfasst, wobei das Metall ein anderes als Aluminium ist.
Element 51. Die Szintillationsverbindung nach Element 50, wobei die Metall-Aluminium-Sauerstoffverbindung ein Metallaluminat umfasst.
Element 52. Die Szintillationsverbindung nach Element 50, wobei die Metall-Aluminium-Sauerstoffverbindung einen Metallaluminiumgranat umfasst.
Element 53. Die Szintillationsverbindung nach einem der Elemente 1 bis 41, wobei die Szintillationsverbindung eine Metall-Phosphor-Sauerstoffverbindung umfasst.
Element 54. Die Szintillationsverbindung nach Element 53, wobei die Metall-Phosphor-Sauerstoffverbindung ein Metallphosphit umfasst.
Element 55. Die Szintillationsverbindung nach Element 53, wobei die Metall-Phosphor-Sauerstoffverbindung ein Metallphosphat umfasst.
Element 56. Die Szintillationsverbindung nach Element 53, wobei die Metall-Phosphor-Sauerstoffverbindung ein Metallphosphathalogenid der Gruppe 2 umfasst.
Element 57. Die Szintillationsverbindung nach einem der Elemente 1 bis 42, wobei die Szintillationsverbindung eine Metall-Sauerstoff-Schwefelverbindung umfasst.
Element 58. Die Szintillationsverbindung nach Element 57, wobei die Metall-Sauerstoff-Schwefelverbindung ein Metalloxysulfid umfasst.
Element 59. Die Szintillationsverbindung nach einem der Elemente 1 bis 52, wobei die Szintillationsverbindung eine Metall-Sauerstoff-Halogenverbindung umfasst.
Element 60. Die Szintillationsverbindung nach Element 59, wobei die Metall-Sauerstoff-Halogenverbindung ein Metalloxyhalogenid umfasst.
Element 61. Szintillationsverbindung, umfassend ein von einer der Formeln 1 bis 67 dargestelltes Material, wie es in der ausführlichen Beschreibung dargestellt wird.
Element 62. Die Szintillationsverbindung nach einem der Elemente 1 bis 62, ferner umfassend weitere Atome des Seltenerdelements in dreiwertigem Zustand, wobei die weiteren Atome ein Hauptbestandteil der Szintillationsverbindung sind.
Element 63. Die Szintillationsverbindung nach einem der Elemente 1 bis 61, ferner umfassend weitere Atome des Seltenerdelements in dreiwertigem Zustand, wobei die weiteren Atome ein Codotierstoff sind.
Element 64. Die Szintillationsverbindung nach einem der Elemente 1 bis 63, wobei die Szintillationsverbindung gegenüber einer anderen Szintillationsverbindung mit im Wesentlichen gleicher Zusammensetzung, bei der das Seltenerdelement jedoch im Wesentlichen ganz im dreiwertigen Zustand vorliegt, eine höhere Lichtleistung, geringere Energieauflösung, längeres Nachglühen oder eine verhältnismäßigere Reaktion über ein Spektrum an Strahlungsenergien oder eine beliebige Kombination davon aufweist.
Element 65. Die Szintillationsverbindung nach einem der Elemente 1 bis 64, wobei die Szintillationsverbindung im Wesentlichen monokristallin ist.
Element 66. Die Szintillationsverbindung nach einem der Elemente 1 bis 64, wobei die Szintillationserbindung ein polykristallines Material ist.
Element 67. Die Szintillationsverbindung nach einem der Elemente 1 bis 67, wobei die Szintillationsverbindung im Wesentlichen klar ist.
Element 68. Die Szintillationsverbindung nach einem der Elemente 1 bis 67, wobei: die Szintillationsverbindung im Wesentlichen weißes Licht bei Farbraumkoordinaten von L1*, a1*, b1* reflektieren kann, die den Farbraumkoordinaten L*, a* und b* nach CIE 1976 der Szintillationsverbindung entsprechen; eine entsprechende Grundverbindung im Wesentlichen weißes Licht bei Farbraumkoordinaten von L2*, a2*, b2* reflektieren kann, die den Farbraumkoordinaten L*, a* und b* nach CIE 1976 der entsprechenden Grundverbindung entsprechen; |a1* – a2*| höchstens etwa 9 ist; und |b1* – b2*| höchstens etwa 9 ist.
Element 69. Die Szintillationsverbindung nach Element 68, wobei: |a1* – a2*| höchstens etwa 5, höchstens etwa 3, höchstens etwa 2, höchstens etwa 1,5, höchstens etwa 0,9, höchstens etwa 0,5, höchstens etwa 0,2, höchstens etwa 0,09, höchstens etwa 0,05 oder höchstens etwa 0,01 beträgt; und |b1* – b2*| höchstens etwa 5, höchstens etwa 3, höchstens etwa 2, höchstens etwa 1,5, höchstens etwa 0,9, höchstens etwa 0,5, höchstens etwa 0,2, höchstens etwa 0,09, höchstens etwa 0,05 oder höchstens etwa 0,01 beträgt.
Element 70. Die Szintillationsverbindung nach Element 68 oder 69, wobei |L1* – L2*| höchstens etwa 9 beträgt.
Element 71. Die Szintillationsverbindung nach Element 70, wobei |L1* – L2*| höchstens etwa 5, höchstens etwa 3, höchstens etwa 2, höchstens etwa 1,5, höchstens etwa 0,9, höchstens etwa 0,5 oder höchstens etwa 0,2 beträgt.
Element 72. Die Szintillationsverbindung nach einem der Elemente 1 bis 71, wobei: die Szintillationsverbindung bei einer ersten Wellenlänge im Wesentlichen weißes Licht reflektieren kann; eine entsprechende Grundverbindung bei einer zweiten Wellenlänge im Wesentlichen weißes Licht reflektieren kann; und die erste und zweite Wellenlänge sich um höchstens etwa 50 nm voneinander unterscheiden.
Element 73. Die Szintillationsverbindung nach Anspruch 72, wobei sich die erste und zweite Wellenlänge um höchstens etwa 30 nm, höchstens etwa 20 nm, höchstens etwa 15 nm, höchstens etwa 9 nm, höchstens etwa 5 nm, höchstens etwa 2 nm voneinander unterscheiden.
Element 74. Strahlungsdetektor, umfassend: einen Szintillator, enthaltend die Szintillationsverbindung nach einem der Elemente 1 bis 73; und einen zum Empfang von szintillierendem Licht vom Szintillator konfigurierten Lichtsensor.
Element 75. Der Strahlungsdetektor nach Element 74, wobei der Strahlungsdetektor ein medizinisches Bildgebungsgerät, ein Bohrlochmessgerät oder ein Sicherheitskontrollgerät umfasst.
Element 76. Positronen-Emissions-Tomographie-Scanner, umfassend die Szintillationsverbindung nach einem der Elemente 1 bis 73.
Element 77. Lasergerät, umfassend die Szintillationsverbindung nach einem der Elemente 1 bis 73.
Element 78. Optischer Datenträger, umfassend die Szintillationsverbindung nach einem der Elemente 1 bis 73.
Element 79. Szintillationsverbindung, umfassend ein Seltenerdelement in zwei-, drei- oder vierwertigem Zustand in einer Konzentration der Szintillationsverbindung, wobei die Szintillationsverbindung eine größere Lichtleistung, geringere Energieauflösung, längeres Nachglühen, kürzere Abklingzeit oder verhältnismäßigere Reaktion über ein Spektrum an Strahlungsenergien oder eine beliebige Kombination davon als eine entsprechende Grundverbindung aufweist, wobei die Szintillationsverbindung kein Seltenerdsilikat ist.
Element 80. Die Szintillationsverbindung nach Element 79, wobei die Szintillationsverbindung eine größere Lichtleistung als die entsprechende Grundverbindung aufweist.
Element 81. Die Szintillationsverbindung nach Element 79 oder 80, wobei die Szintillationsverbindung eine Energieauflösung als die entsprechende Grundverbindung aufweist.
Element 82. Die Szintillationsverbindung nach einem der Elemente 79 bis 81, wobei die Szintillationsverbindung längeres Nachglühen als die entsprechende Grundverbindung aufweist.
Element 83. Die Szintillationsverbindung nach einem der Elemente 79 bis 82, wobei die Szintillationsverbindung eine kürzere Abklingzeit als die entsprechende Grundverbindung aufweist.
Element 84. Die Szintillationsverbindung nach einem der Elemente 79 bis 83, wobei die Szintillationsverbindung eine verhältnismäßigere Reaktion über ein Spektrum an Strahlungsenergien als die entsprechende Grundverbindung aufweist.
Element 85. Verfahren zur Herstellung einer Szintillatorverbindung, umfassend: Herstellen der Szintillationsverbindung in einer oxidierenden Umgebung, so dass in einer fertigen Szintillationsverbindung, ein Seltenerdelement in vierwertigem Zustand in einer Konzentration von mindestens etwa 10 ppm der fertigen Szintillationsverbindung vorliegt, und die fertige Szintillationsverbindung kein Seltenerdsilikat enthält.
Element 86. Das Verfahren nach Anspruch 85, wobei die oxidierende Umgebung O₂, O₃, NO, N₂O, CO₂ oder eine beliebige Kombination davon umfasst.
Element 87. Das Verfahren nach Element 85 oder 86, wobei die oxidierende Umgebung mindestens etwa 1,4 Vol.-%, mindestens etwa 5 Vol.-%, mindestens etwa 11 Vol.-%, mindestens etwa 15 Vol.-% oder mindestens etwa 20 Vol.-% einer oxidierenden Spezies umfasst.
Element 88. Das Verfahren nach einem der Elemente 85 bis 87, wobei die oxidierende Umgebung höchstens 100 Vol.-%, höchstens etwa 90 Vol.-%, höchstens etwa 75 Vol.-%, höchstens etwa 50 Vol.-% oder höchstens etwa 40 Vol.-% einer oxidierenden Spezies umfasst.
Element 89. Das Verfahren nach einem der Elemente 85 bis 88, wobei die oxidierende Umgebung mindestens etwa 1,4 kPa, mindestens etwa 5 kPa, mindestens etwa 11 kPa, mindestens etwa 15 kPa oder mindestens etwa 20 kPa einer oxidierenden Spezies umfasst.
Element 90. Das Verfahren nach einem der Elemente 85 bis 89, wobei die oxidierende Umgebung höchstens 101 kPa, höchstens etwa 90 kPa, höchstens etwa 75 kPa, höchstens etwa 50 kPa oder höchstens etwa 40 kPa einer oxidierenden Spezies umfasst.
Element 91. Das Verfahren nach einem der Elemente 85 bis 90, wobei das Seltenerdelement in vierwertigem Zustand in einer Konzentration von mindestens etwa 11 Atom-ppm, mindestens etwa 20 Atom-ppm, mindestens etwa 50 Atom-ppm, mindestens etwa 110 Atom-ppm, mindestens etwa 150 Atom-ppm oder mindestens etwa 200 Atom-ppm der fertigen Szintillationsverbindung vorliegt.
Element 92. Das Verfahren nach einem der Elemente 85 bis 91, wobei das Seltenerdelement in vierwertigem Zustand in einer Konzentration von höchstens etwa 5000 Atom-ppm, höchstens etwa 2000 Atom-ppm, höchstens etwa 1500 Atom-ppm, höchstens etwa 900 Atom-ppm, höchstens etwa 800 Atom-ppm, höchstens etwa 700 Atom-ppm, höchstens etwa 600 Atom-ppm oder höchstens etwa 500 Atom-ppm der fertigen Szintillationsverbindung vorliegt.
Element 93. Das Verfahren nach einem der Elemente 85 bis 92, wobei das Seltenerdelement ein konkretes Seltenerdelement in vierwertigem Zustand umfasst, das mindestens etwa 5%, mindestens etwa 11%, mindestens etwa 15%, mindestens etwa 20%, mindestens etwa 35% oder mindestens etwa 30% des Gesamtgehalts am konkreten Seltenerdelement in der fertigen Szintillationsverbindung darstellt.
Element 94. Das Verfahren nach einem der Elemente 85 bis 93, wobei das Seltenerdelement ein konkretes Seltenerdelement in vierwertigem Zustand umfasst, das höchstens 100%, höchstens etwa 90%, höchstens etwa 75%, höchstens etwa 50%, höchstens etwa 40%, höchstens etwa 30%, höchstens etwa 25%, höchstens etwa 20%, höchstens etwa 15% oder höchstens etwa 9% des Gesamtgehalts am konkreten Seltenerdelement in der fertigen Szintillationsverbindung darstellt.
Element 95. Das Verfahren nach einem der Elemente 85 bis 94, wobei die fertige Szintillationsverbindung ferner einen Dotierstoff umfasst, der ein anderes Element in zweiwertigem Zustand in einer Konzentration von mindestens 5 Atom-ppm enthält.
Element 96. Das Verfahren nach Element 95, wobei der Dotierstoff in einer Konzentration von mindestens etwa 11 Atom-ppm, mindestens etwa 20 Atom-ppm, mindestens etwa 50 Atom-ppm, mindestens etwa 110 Atom-ppm, mindestens etwa 150 Atom-ppm oder mindestens etwa 200 Atom-ppm der fertigen Szintillationsverbindung vorliegt.
Element 97. Das Verfahren nach einem der Elemente 85 bis 96, wobei der Dotierstoff in einer Konzentration von höchstens etwa 5000 Atom-ppm, höchstens etwa 2000 Atom-ppm, höchstens etwa 1500 Atom-ppm, höchstens etwa 900 Atom-ppm, höchstens etwa 800 Atom-ppm, höchstens etwa 700 Atom-ppm, höchstens etwa 600 Atom-ppm oder höchstens etwa 500 Atom-ppm der fertigen Szintillationsverbindung vorliegt.
Element 98. Das Verfahren nach einem der Elemente 85 bis 97, wobei ein Verhältnis des Seltenerdelements in vierwertigem Zustand zum Dotierstoff mindestens etwa 1:90, mindestens etwa 1:50, mindestens etwa 1:20, mindestens etwa 1:9, mindestens etwa 1:5, mindestens etwa 1:3, mindestens etwa 1:2, oder mindestens etwa 1:1,5 oder mindestens etwa 1:1,1 beträgt.
Element 99. Das Verfahren nach einem der Elemente 85 bis 98, wobei ein Verhältnis des Seltenerdelements in vierwertigem Zustand zum Dotierstoff höchstens etwa 90:1, höchstens etwa 50:1, höchstens etwa 20:1, höchstens etwa 9:1, höchstens etwa 5: 1, höchstens etwa 3:1, höchstens etwa 2:1, oder höchstens etwa 1,5:1 oder höchstens etwa 1,1:1 beträgt.
Element 100. Das Verfahren nach einem der Elemente 85 bis 99, wobei das Seltenerdelement Ce⁴⁺ umfasst.
Element 101. Das Verfahren nach einem der Elemente 85 bis 99, wobei das Seltenerdelement Pr⁴⁺ umfasst.
Element 102. Das Verfahren nach einem der Elemente 85 bis 99, wobei das Seltenerdelement Tb⁴⁺ umfasst.
Element 103. Das Verfahren nach einem der Elemente 85 bis 102, wobei der Dotierstoff ein Element der Gruppe 2, Zn oder eine Kombination davon umfasst.
Element 104. Das Verfahren zur Herstellung einer Szintillatorverbindung, umfassend: Herstellen der Szintillationsverbindung in einer reduzierenden Umgebung, so dass eine fertige Szintillationsverbindung Folgendes umfasst: ein Metallelement in dreiwertigem Zustand; und ein Seltenerdelement in zweiwertigem Zustand in einer Konzentration von mindestens 10 Atom-ppm der fertigen Szintillatorverbindung vorliegt, wobei in einer Wirtmatrix der fertigen Szintillatorverbindung mindestens ein Teil des Seltenerdelements in zweiwertigem Zustand das Metallelement in dreiwertigem Zustand ersetzt.
Element 105. Das Verfahren nach Element 104, wobei das Seltenerdelement in zweiwertigem Zustand in einer Konzentration von mindestens etwa 20 Atom-ppm, mindestens etwa 50 Atom-ppm, mindestens etwa 110 Atom-ppm, mindestens etwa 150 Atom-ppm oder mindestens etwa 200 Atom-ppm der fertigen Szintillationsverbindung vorliegt.
Element 106. Das Verfahren nach Element 104 oder 105, wobei das Seltenerdelement in zweiwertigem Zustand in einer Konzentration von höchstens etwa 5 Atom-%, höchstens etwa 5000 Atom-ppm, höchstens etwa 2000 Atom-ppm, höchstens etwa 1500 Atom-ppm, höchstens etwa 900 Atom-ppm, höchstens etwa 800 Atom-ppm, höchstens etwa 700 Atom-ppm, höchstens etwa 600 Atom-ppm oder höchstens etwa 500 Atom-ppm der fertigen Szintillationsverbindung vorliegt.
Element 107. Das Verfahren nach einem der Elemente 104 bis 106, wobei das Seltenerdelement ein konkretes Seltenerdelement in zweiwertigem Zustand umfasst, das mindestens etwa 5%, mindestens etwa 11%, mindestens etwa 15%, mindestens etwa 20%, mindestens etwa 35% oder mindestens etwa 30% des Gesamtgehalts am konkreten Seltenerdelement in der fertigen Szintillationsverbindung darstellt.
Element 108. Das Verfahren nach einem der Elemente 104 bis 107, wobei das Seltenerdelement ein konkretes Seltenerdelement in zweiwertigem Zustand umfasst, das höchstens 100%, höchstens etwa 90%, höchstens etwa 75%, höchstens etwa 50%, höchstens etwa 40%, höchstens etwa 30%, höchstens etwa 25%, höchstens etwa 20%, höchstens etwa 15% oder höchstens etwa 9% des Gesamtgehalts am konkreten Seltenerdelement in der fertigen Szintillationsverbindung darstellt.
Element 109. Das Verfahren nach einem der Elemente 104 bis 108, ferner umfassend einen Dotierstoff in vierwertigem Zustand in der Konzentration von mindestens 5 Atom-ppm der fertigen Szintillationsverbindung.
Element 110. Das Verfahren nach Element 109, wobei der Dotierstoff in einer Konzentration von mindestens etwa 20 Atom-ppm, mindestens etwa 50 Atom-ppm, mindestens etwa 110 Atom-ppm, mindestens etwa 150 Atom-ppm oder mindestens etwa 200 Atom-ppm der fertigen Szintillationsverbindung vorliegt.
Element 111. Das Verfahren nach Element 109 oder 110, wobei der Dotierstoff in einer Konzentration von höchstens etwa 5000 Atom-ppm, höchstens etwa 2000 Atom-ppm, höchstens etwa 1500 Atom-ppm, höchstens etwa 900 Atom-ppm, höchstens etwa 800 Atom-ppm, höchstens etwa 700 Atom-ppm, höchstens etwa 600 Atom-ppm oder höchstens etwa 500 Atom-ppm der fertigen Szintillationsverbindung vorliegt.
Element 112. Das Verfahren nach einem der Elemente 109 bis 111, wobei ein Verhältnis des Seltenerdelements in zweiwertigem Zustand zum Dotierstoff mindestens etwa 1:90, mindestens etwa 1:50, mindestens etwa 1:20, mindestens etwa 1:9, mindestens etwa 1:5, mindestens etwa 1:3, mindestens etwa 1:2, oder mindestens etwa 1:1,5 oder mindestens etwa 1:1,1 beträgt.
Element 113. Das Verfahren nach einem der Ansprüche 109 bis 112, wobei ein Verhältnis des Seltenerdelements in zweiwertigem Zustand zum Dotierstoff höchstens etwa 90:1, höchstens etwa 50:1, höchstens etwa 20:1, höchstens etwa 9:1, höchstens etwa 5: 1, höchstens etwa 3:1, höchstens etwa 2:1, oder höchstens etwa 1,5:1 oder höchstens etwa 1,1:1 beträgt.
Element 114. Das Verfahren nach einem der Elemente 109 bis 113, wobei der Dotierstoff Zr, Hf oder eine Kombination davon umfasst.
Element 115. Das Verfahren nach einem der Elemente 104 bis 114, wobei das Seltenerdelement Nd²⁺ umfasst.
Element 116. Das Verfahren nach einem der Elemente 104 bis 114, wobei das Seltenerdelement Sm²⁺ umfasst.
Element 117. Das Verfahren nach einem der Elemente 104 bis 114, wobei das Seltenerdelement Eu²⁺ umfasst.
Element 118. Das Verfahren nach einem der Elemente 104 bis 114, wobei das Seltenerdelement Dy²⁺ umfasst.
Element 119. Das Verfahren nach einem der Elemente 104 bis 114, wobei das Seltenerdelement Tm²⁺ umfasst.
Element 120. Das Verfahren nach einem der Elemente 104 bis 114, wobei das Seltenerdelement Yb²⁺ umfasst.
Element 121. Verfahren zur Herstellung einer Szintillationsverbindung, umfassend: Herstellen der Szintillationsverbindung in einer reduzierenden Umgebung, so dass eine fertige Szintillationsverbindung Folgendes umfasst: ein Metallelement in zweiwertigem Zustand; und ein Seltenerdelement in dreiwertigem Zustand in einer Konzentration von mindestens 10 Atom-ppm der fertigen Szintillationsverbindung, wobei in einer Wirtmatrix der Szintillatorverbindung mindestens ein Teil des Seltenerdelements in dreiwertigem Zustand das Metallelement in zweiwertigem Zustand ersetzt.
Element 122. Das Verfahren nach Element 121, wobei das Seltenerdelement in dreiwertigem Zustand in einer Konzentration von mindestens etwa 20 Atom-ppm, mindestens etwa 50 Atom-ppm, mindestens etwa 110 Atom-ppm, mindestens etwa 150 Atom-ppm oder mindestens etwa 200 Atom-ppm der fertigen Szintillationsverbindung vorliegt.
Element 123. Das Verfahren nach Element 121 oder 122, wobei das Seltenerdelement in dreiwertigem Zustand in einer Konzentration von höchstens etwa 5 Atom-%, höchstens etwa 5000 Atom-ppm, höchstens etwa 2000 Atom-ppm, höchstens etwa 1500 Atom-ppm, höchstens etwa 900 Atom-ppm, höchstens etwa 800 Atom-ppm, höchstens etwa 700 Atom-ppm, höchstens etwa 600 Atom-ppm oder höchstens etwa 500 Atom-ppm der fertigen Szintillationsverbindung vorliegt.
Element 124. Das Verfahren nach einem der Elemente 121 bis 123, wobei das Seltenerdelement ein konkretes Seltenerdelement in dreiwertigem Zustand umfasst, das mindestens etwa 5%, mindestens etwa 11%, mindestens etwa 15%, mindestens etwa 20%, mindestens etwa 35% oder mindestens etwa 30% des Gesamtgehalts am konkreten Seltenerdelement in der fertigen Szintillationsverbindung darstellt.
Element 125. Das Verfahren nach einem der Elemente 121 bis 124, wobei das Seltenerdelement ein konkretes Seltenerdelement in dreiwertigem Zustand umfasst, das höchstens etwa 90%, höchstens etwa 75%, höchstens etwa 50%, höchstens etwa 40%, höchstens etwa 30%, höchstens etwa 25%, höchstens etwa 20%, höchstens etwa 15% oder höchstens etwa 9% des Gesamtgehalts am konkreten Seltenerdelement in der fertigen Szintillationsverbindung darstellt.
Element 126. Das Verfahren nach einem der Elemente 121 bis 125, ferner umfassend einen Dotierstoff in einwertigem Zustand in der Konzentration von mindestens 5 Atom-ppm der fertigen Szintillationsverbindung.
Element 127. Das Verfahren nach Element 126, wobei der Dotierstoff in einer Konzentration von mindestens etwa 20 Atom-ppm, mindestens etwa 50 Atom-ppm, mindestens etwa 110 Atom-ppm, mindestens etwa 150 Atom-ppm oder mindestens etwa 200 Atom-ppm der fertigen Szintillationsverbindung vorliegt.
Element 128. Das Verfahren nach Element 126 oder 127, wobei der Dotierstoff in einer Konzentration von höchstens etwa 5000 Atom-ppm, höchstens etwa 2000 Atom-ppm, höchstens etwa 1500 Atom-ppm, höchstens etwa 900 Atom-ppm, höchstens etwa 800 Atom-ppm, höchstens etwa 700 Atom-ppm, höchstens etwa 600 Atom-ppm oder höchstens etwa 500 Atom-ppm der fertigen Szintillationsverbindung vorliegt.
Element 129. Das Verfahren nach einem der Elemente 126 bis 128, wobei ein Verhältnis des Seltenerdelements in zweiwertigem Zustand zum Dotierstoff mindestens etwa 1:90, mindestens etwa 1:50, mindestens etwa 1:20, mindestens etwa 1:9, mindestens etwa 1:5, mindestens etwa 1:3, mindestens etwa 1:2, mindestens etwa 1:1,5 oder mindestens etwa 1:1,1 beträgt.
Element 130. Das Verfahren nach einem der Ansprüche 126 bis 129, wobei ein Verhältnis des Seltenerdelements in zweiwertigem Zustand zum Dotierstoff höchstens etwa 90:1, höchstens etwa 50:1, höchstens etwa 20:1, höchstens etwa 9:1, höchstens etwa 5:1, höchstens etwa 3:1, höchstens etwa 2:1, oder höchstens etwa 1,5:1 oder höchstens etwa 1,1:1 beträgt.
Element 131. Das Verfahren nach einem der Elemente 126 bis 130, wobei der Dotierstoff ein Element der Gruppe 1 oder Ag umfasst.
Element 132. Das Verfahren nach einem der Elemente 104 bis 131, wobei die reduzierende Umgebung eine reduzierende Spezies umfasst.
Element 133. Das Verfahren nach Element 132, wobei die reduzierende Spezies H2, N₂H₄, CH₄ oder eine beliebige Kombination davon umfasst.
Element 134. Das Verfahren nach Element 132 oder 133, wobei die reduzierende Umgebung mindestens etwa 1,1 Vol.-%, mindestens etwa 2 Vol.-%, mindestens etwa 4 Vol.-% einer reduzierenden Spezies umfasst.
Element 135. Das Verfahren nach einem der Elemente 132 bis 135, wobei die reduzierende Umgebung höchstens etwa 100 Vol.-%, höchstens etwa 75 Vol.-%, höchstens etwa 50 Vol.-%, höchstens etwa 20 Vol.-%, oder höchstens etwa 9 Vol.-% der reduzierenden Spezies umfasst.
Element 136. Das Verfahren nach einem der Elemente 132 bis 135, wobei die reduzierende Umgebung mindestens etwa 1,1 kPa, mindestens etwa 2 kPa oder mindestens etwa 4 kPa der reduzierenden Spezies umfasst.
Element 137. Das Verfahren nach einem der Elemente 104 bis 136, wobei die reduzierende Umgebung höchstens 101 kPa, höchstens etwa 75 kPa, höchstens etwa 50 kPa, höchstens etwa 20 kPa oder höchstens etwa 9 kPa der reduzierenden Spezies umfasst.
Element 138. Das Verfahren nach einem der Elemente 104 bis 137, wobei die reduzierende Umgebung ferner ein Inertgas umfasst.
Element 139. Das Verfahren nach Element 138, wobei das Inertgas ein Edelgas umfasst. Element 140. Das Verfahren nach Element 138, wobei das Inertgas mindestens etwa 50% Ar umfasst.
Element 141. Das Verfahren nach einem der Elemente 138 bis 140, wobei die reduzierende Umgebung mindestens etwa 1,1 Vol.-%, mindestens etwa 5 Vol.-%, mindestens etwa 11 Vol.-%, mindestens etwa 15 Vol.-% oder mindestens etwa 20 Vol.-% des Inertgases umfasst.
Element 142. Das Verfahren nach einem der Elemente 138 bis 141, wobei die reduzierende Umgebung höchstens 100 Vol.-%, höchstens etwa 90 Vol.-%, höchstens etwa 75 Vol.-%, höchstens etwa 50 Vol.-% oder höchstens etwa 40 Vol.-% des Inertgases umfasst.
Element 143. Das Verfahren nach einem der Elemente 138 bis 141, wobei die reduzierende Umgebung nur ein Inertgas umfasst.
Element 144. Das Verfahren nach einem der Elemente 104 bis 143, wobei die reduzierende Umgebung im Wesentlichen keine oxidierende Spezies umfasst.
Element 145. Das Verfahren nach einem der Elemente 104 bis 142, wobei die reduzierende Umgebung O₂ im Bereich von etwa 0,0001 Vol.-% bis etwa 3% Vol.-% umfasst.
Element 146. Das Verfahren nach einem der Elemente 104 bis 142 und 145, wobei die reduzierende Umgebung eine reduzierende Spezies in einer Gesamtkonzentration von höchstens etwa 5 Vol.-% umfasst und ein Rest der reduzierenden Umgebung Ar umfasst.
Element 147. Das Verfahren nach einem der Elemente 85 bis 146, ferner umfassend das Beladen eines Reaktors mit Edukten, die eine Seltenerdverbindung enthalten, die das Seltenerdelement enthält.
Element 148. Das Verfahren nach einem der Elemente 85 bis 147, wobei die Szintillationserbindung nach einer Schmelzzonen- oder Schwebezonentechnik hergestellt wird.
Element 149. Das Verfahren nach einem der Elemente 85 bis 147, wobei die Szintillationsverbindung nach einem Czochralski-Verfahren hergestellt wird.
Element 150. Das Verfahren nach einem der Elemente 85 bis 147, wobei die Szintillationsverbindung nach einem Bridgman-Verfahren hergestellt wird.
Element 151. Das Verfahren nach einem der Elemente 85 bis 150, wobei die fertige Szintillationsverbindung ein Metallhalogenid umfasst.
Element 152. Das Verfahren nach Element 151, wobei bis auf einen oder mehrere Dotierstoff(e) das Metallhalogenid ein Einmetallhalogenid ist, sofern einer der einen oder mehreren Dotierstoffe vorliegt.
Element 153. Das Verfahren nach Element 151, wobei das Metallhalogenid ein gemischtes Metallhalogenid ist.
Element 154. Das Verfahren nach einem der Elemente 151 bis 153, wobei das Metallhalogenid ein gemischtes Halogenmetallhalogenid ist.
Element 155. Das Verfahren nach einem der Elemente 85 bis 150, wobei die fertige Szintillationsverbindung eine Metall-Bor-Sauerstoffverbindung umfasst.
Element 156. Das Verfahren nach Element 155, wobei die Metall-Bor-Sauerstoffverbindung ein Metallborat umfasst.
Element 157. Das Verfahren nach Element 155, wobei die Metall-Bor-Sauerstoffverbindung ein Metalloxyborat umfasst.
Element 158. Das Verfahren nach einem der Elemente 85 bis 150, wobei die fertige Szintillationsverbindung eine Metall-Aluminium-Sauerstoffverbindung umfasst, wobei das Metall ein anderes als Aluminium ist.
Element 159. Das Verfahren nach Element 158, wobei die Metall-Aluminium-Sauerstoffverbindung ein Metallaluminat umfasst.
Element 160. Das Verfahren nach Element 158, wobei die Metall-Aluminium-Sauerstoffverbindung einen Metallaluminiumgranat umfasst.
Element 161. Das Verfahren nach einem der Elemente 85 bis 150, wobei die fertige Szintillationsverbindung eine Metall-Phosphor-Sauerstoffverbindung umfasst.
Element 162. Das Verfahren nach Element 161, wobei die Metall-Phosphor-Sauerstoffverbindung ein Metallphosphit umfasst.
Element 163. Das Verfahren nach Element 161, wobei die Metall-Phosphor-Sauerstoffverbindung ein Metallphosphat umfasst.
Element 164. Das Verfahren nach Element 161, wobei die Metall-Phosphor-Sauerstoffverbindung ein Metallphosphathalogenid der Gruppe 2 umfasst.
Element 165. Das Verfahren nach einem der Elemente 85 bis 150, wobei die fertige Szintillationsverbindung eine Metall-Sauerstoff-Schwefelverbindung umfasst.
Element 166. Das Verfahren nach Element 165, wobei die Metall-Sauerstoff-Schwefelverbindung ein Metalloxysulfid umfasst.
Element 167. Das Verfahren nach einem der Elemente 85 bis 150, wobei die fertige Szintillationsverbindung eine Metall-Sauerstoff-Halogenverbindung umfasst.
Element 168. Das Verfahren nach Element 167, wobei die Metall-Sauerstoff-Halogenverbindung ein Metalloxyhalogenid umfasst.
Element 169. Das Verfahren nach einem der Elemente 85 bis 168, wobei die Szintillationsverbindung ein von einer der Formeln 1 bis 67 dargestelltes Material umfasst, wie es in der ausführlichen Beschreibung dargestellt wird.
Element 170. Das Verfahren nach einem der Elemente 85 bis 169, ferner umfassend weitere Atome des Seltenerdelements in dreiwertigem Zustand, wobei die weiteren Atome ein Hauptbestandteil der Szintillationsverbindung sind.
Element 171. Das Verfahren nach einem der Elemente 85 bis 169, ferner umfassend weitere Atome des Seltenerdelements in dreiwertigem Zustand, wobei die weiteren Atome einen Coditierstoff darstellen.
Element 172. Das Verfahren nach einem der Elemente 85 bis 171, wobei die fertige Szintillationsverbindung gegenüber einer anderen Szintillationsverbindung mit im Wesentlichen gleicher Zusammensetzung, bei der das Seltenerdelement jedoch im Wesentlichen ganz im dreiwertigen Zustand vorliegt, eine höhere Lichtleistung, geringere Energieauflösung, längeres Nachglühen oder eine verhältnismäßigere Reaktion über ein Spektrum an Strahlungsenergien oder eine Kombination davon aufweist.
Element 173. Das Verfahren nach einem der Elemente 85 bis 172, wobei die fertige Szintillationsverbindung im Wesentlichen monokristallin ist.
Element 174. Das Verfahren nach einem der Elemente 85 bis 172, wobei die fertige Szintillationsverbindung ein polykristallines Material ist.
Element 175. Das Verfahren nach einem der Elemente 85 bis 172, wobei die fertige Szintillationsverbindung im Wesentlichen klar ist.
Element 176. Das Verfahren nach einem der Elemente 85 bis 175, wobei: die fertige Szintillationsverbindung im Wesentlichen weißes Licht bei Farbraumkoordinaten von L1*, a1*, b1* reflektieren kann, die den Farbraumkoordinaten L*, a* und b* nach CIE 1976 der Szintillationsverbindung entsprechen; eine entsprechende Grundverbindung im Wesentlichen weißes Licht bei Farbraumkoordinaten von L2*, a2*, b2* reflektieren kann, die den Farbraumkoordinaten L*, a* und b* nach CIE 1976 der entsprechenden Grundverbindung entsprechen; |a1* – a2*| höchstens etwa 9 ist; und |b1* – b2*| höchstens etwa 9 ist.
Element 177. Das Verfahren nach Element 176, wobei: |a1* – a2*| höchstens etwa 5, höchstens etwa 3, höchstens etwa 2, höchstens etwa 1,5, höchstens etwa 0,9, höchstens etwa 0,5 oder höchstens etwa 0,2 beträgt; und |b1* – b2*| höchstens etwa 5, höchstens etwa 3, höchstens etwa 2, höchstens etwa 1,5, höchstens etwa 0,9, höchstens etwa 0,5 oder höchstens etwa 0,2 beträgt.
Element 178. Das Verfahren nach Element 176 oder 177, wobei |L1* – L2*| höchstens etwa 9 beträgt.
Element 179. Das Verfahren nach Anspruch 178, wobei |L1* – L2*| höchstens etwa 5, höchstens etwa 3, höchstens etwa 2, höchstens etwa 1,5, höchstens etwa 0,9, höchstens etwa 0,5 oder höchstens etwa 0,2 beträgt.
Element 178. Das Verfahren nach Element 176 oder 177, wobei |L1* – L2*| höchstens etwa 9 beträgt.
Element 179. Das Verfahren nach Element 178, wobei |L1* – L2*| höchstens etwa 5, höchstens etwa 3, höchstens etwa 2, höchstens etwa 1,5, höchstens etwa 0,9, höchstens etwa 0,5 oder höchstens etwa 0,2 beträgt.
Element 180. Das Verfahren nach einem der Elemente 85 bis 179, wobei: die Szintillationsverbindung bei einer ersten Wellenlänge im Wesentlichen weißes Licht reflektieren kann; eine entsprechende Grundverbindung bei einer zweiten Wellenlänge im Wesentlichen weißes Licht reflektieren kann; und die erste und zweite Wellenlänge sich um höchstens etwa 50 nm voneinander unterscheiden.
Element 181. Das Verfahren nach Element 180, wobei sich die erste und zweite Wellenlänge um höchstens etwa 30 nm, höchstens etwa 20 nm, höchstens etwa 15 nm, höchstens etwa 9 nm, höchstens etwa 5 nm, höchstens etwa 2 nm voneinander unterscheiden.
Element 182. Strahlungsdetektor, umfassend: einen Szintillator, der die nach dem Verfahren nach einem der Elemente 85 bis 181 hergestellte fertige Szintillationsverbindung enthält; und einen zum Empfang von szintillierendem Licht vom Szintillator konfigurierten Lichtsensor.
Element 183. Der Strahlungsdetektor nach Element 182, wobei der Strahlungsdetektor ein medizinisches Bildgebungsgerät, ein Bohrlochmessgerät oder ein Sicherheitskontrollgerät umfasst.
Element 184. Positronen-Emissions-Tomographie-Scanner, umfassend die nach dem Verfahren nach einem der Elemente 85 bis 181 hergestellte fertige Szintillationsverbindung.
Element 185. Lasergerät, umfassend die nach dem Verfahren nach einem der Elemente 85 bis 181 hergestellte fertige Szintillationsverbindung.
Element 186. Optischer Datenträger, umfassend die nach dem Verfahren nach einem der Elemente 85 bis 181 hergestellte fertige Szintillationsverbindung.
Element 187. Das Verfahren nach einem der Elemente 85 bis 181, wobei die fertige Szintillationsverbindung gegenüber einer entsprechenden Grundverbindung eine höhere Lichtleistung, geringere Energieauflösung, längeres Nachglühen, eine kürzere Abklingzeit oder eine verhältnismäßigere Reaktion über ein Spektrum an Strahlungsenergien oder eine Kombination davon aufweist.
Element 188. Das Verfahren nach Element 187, wobei die fertige Szintillationsverbindung eine größere Lichtleistung als die entsprechende Grundverbindung aufweist.
Element 189. Das Verfahren nach Element 187 oder 188, wobei die fertige Szintillationsverbindung eine geringere Energieauflösung als die entsprechende Grundverbindung aufweist.
Element 190. Das Verfahren nach einem der Elemente 187 bis 189, wobei die fertige Szintillationsverbindung längeres Nachglühen als die entsprechende Grundverbindung aufweist.
Element 191. Das Verfahren nach einem der Elemente 187 bis 190, wobei die fertige Szintillationsverbindung längeres Nachglühen als die entsprechende Grundverbindung aufweist.
Element 192. Das Verfahren nach einem der Elemente 187 bis 191, wobei die fertige Szintillationsverbindung eine verhältnismäßigere Reaktion über ein Spektrum an Strahlungsenergien als die entsprechende Grundverbindung aufweist.

BEISPIELE
Die hierin beschriebenen Konzepte werden in den Beispielen, die den Umfang der in den Ansprüchen beschriebenen Erfindung nicht beschränken, genauer beschrieben. In den Beispielen ist die Leistung von Szintillationskristallen mit unterschiedlichen Zusammensetzungen dargestellt. Numerische Werte, wie in diesem Beispieleabschnitt aufgeführt, können der Einfachheit halber grob gerechnet oder abgerundet sein.

Die nachstehenden Beispiele helfen dabei, mögliche Verbesserungen der Lichtausbeute (LY) und Energieauflösung für manche Beispielverbindungen darzustellen. Sämtliche Probengrößen sind in mm angegeben, und die Energieauflösung basiert auf Halbwertsbreite(FWHM)-Daten. Der Gehalt wird wie in den nachstehenden Tabellen in Atom-ppm angegeben. Des Weiteren enthalten die Pr-dotierten Materialien bei den mit Pr dotierten Beispielen Ce als Verunreinigung; Ce ist jedoch nicht in einer Menge vorhanden, die die Szintillationseigenschaften erheblich beeinträchtigt. Beispiel von LaCl₃ dotiert mit Cerium:

10 × 10 × 10 mm-Würfel	Ce⁴⁺ Gehalt XANES	LY (Photonen/MeV ¹³⁷Cs 662 keV)	Energieauflösung
LaCl₃:Ce	50 ppm	48000	4,7%
LaCl₃:Ce,Ca²⁺	1250 ppm	50500	4,5%
LaCl₃:Ce,Mg²⁺	1000 ppm	50000	4,6%
LaCl₃:Ce,Ba²⁺	600 ppm	49000	4,5%
LaCl₃:Ce,Sr²⁺	600 ppm	49000	4,45%

Beispiele mit mit CLYC dotiertem Cerium oder Praseodym

10 × 10 × 10 mm-Würfel	RE⁴⁺ Gehalt XANES	LY (Photonen/MeV ¹³⁷Cs 662 keV)	Energieauflösung
Cs₂LiYCl₆:Ce	nicht nachweisbar	21000	6,6%
Cs₂LiYCl₆:Ce,Ca²⁺	1200 ppm	21000	6,2%
Cs₂LiYCl₆:Ce,Mg²⁺	800 ppm	21000	6,1%
Cs₂LiYCl₆:Ce,Sr²⁺	750 ppm	21000	6,2%
Cs₂LiYCl₆:Ce,Ba²⁺	500 ppm	21000	6,3%
Cs₂LiYCl₆:Pr	nicht nachweisbar	8500	8,4%
Cs₂LiYCl₆:Pr,Ca²⁺	400 ppm	9500	7,2%
Cs₂LiYCl₆:Pr,Mg²⁺	350 ppm	9500	6,8%
Cs₂LiYCl₆:Pr,Sr²⁺	550 ppm	9500	6,7%
Cs₂LiYCl₆:Pr:Ce,Ba²⁺	600 ppm	9500	6,7%

Beispiele mit mit CLLC dotiertem Cerium oder Praseodym

10 × 10 × 10 mm-Würfel	RE⁴⁺ Gehalt XANES	LY (Photonen/MeV ¹³⁷Cs 662 keV)	Energieauflösung
Cs₂LiLaCl₆:Ce	nicht nachweisbar	34000	3,9%
Cs₂LiLaCl₆:Ce,Ca²⁺	800 ppm	34000	3,6%
Cs₂LiLaCl₆:Ce,Mg²⁺	900 ppm	34000	3,6%
Cs₂LiLaCl₆:Ce,Ba²⁺	600 ppm	34000	3,6%
Cs₂LiLaCl₆:Pr	nicht nachweisbar	10500	8,4%
Cs₂LiLaCl₆:Pr,Ca²⁺	550 ppm	10500	8,0%
Cs₂LiLaCl₆:Pr,Mg²⁺	400 ppm	10500	7,8%
Cs₂LiLaCl₆:Pr,Ba²⁺	500 ppm	10500	7,8%

Beispiele mit mit CLLB dotiertem Cerium oder Praseodym

10 × 10 × 10 mm-Würfel	RE⁴⁺ Gehalt XANES	LY (Photonen/MeV ¹³⁷Cs 662 keV)	Energieauflösung
Cs₂LiLaBr₆:Ce	nicht nachweisbar	34500	5,1%
Cs₂LiLaBr₆:Ce,Ca²⁺	800 ppm	36500	4,8%
Cs₂LiLaBr₆:Ce,Mg²⁺	700 ppm	36000	4,8%
Cs₂LiLaBr₆:Ce,Ba²⁺
Cs₂LiLaBr₆:Pr	nicht nachweisbar	16000	6,7%
Cs₂LiLaBr₆:Pr,Mg²⁺	400 ppm	16000	6,4%
Cs₂LiLaBr₆:Pr,Ba²⁺	450 ppm	16000	6,5%
Cs₂LiLaBr₆:Pr,Ca²⁺	500 ppm	16000	6,4%

Beispiele mit mit SrI₂ dotiertem Europium

2 × 6 × 6 mm	RE³⁺ Gehalt XANES	LY (Photonen/MeV ¹³⁷Cs 662 keV)	Energieauflösung
SrI₂:2%Eu	nicht nachweisbar	98000	3,1%
SrI₂:2%Eu,Cs¹⁺	400 ppm	98000	2,9%

Beispiele mit CeBr3

2 × 6 × 6 mm	RE⁴⁺ Gehalt XANES	LY (Photonen/MeV ¹³⁷Cs 662 keV)	Energieauflösung
CeBr₃	nicht nachweisbar	66000	3,6%
CeBr₃,Ca²⁺	800 ppm	66000	3,4%
CeBr₃,Mg²⁺	700 ppm	66000	3,45%
CeBr₃,Sr²⁺	900 ppm	66000	3,4%
CeBr₃,Ba²⁺	650 ppm	66000	3,45%

Beispiele mit mit K₂YF₅ dotiertem Praseodym

2 × 6 × 6 mm	RE⁴⁺ Gehalt XANES	LY (Photonen/MeV ¹³⁷Cs 662 keV)	Energieauflösung
K₂YF₅:Pr	nicht nachweisbar	7000	8,6%
K₂YF₅:Pr,Ca²⁺	400 ppm	7000	8,2%
K₂YF₅:Pr,Sr²⁺	350 ppm	7000	8,2%
K₂YF₅:Pr,Mg²⁺	400 ppm	7000	8,0%
K₂YF₅:Pr,Ba²⁺	250 ppm	7000	8,4%

Beispiele mit CeCl3 undotiert

2 × 6 × 6 mm	RE⁴⁺ Gehalt XANES	LY (Photonen/MeV ¹³⁷Cs 662 keV)	Energieauflösung
CeCl₃	nicht nachweisbar	46000	3,5%
CeCl₃,Ca²⁺	300 ppm	46000	3,4%
CeCl₃,Mg²⁺	350 ppm	46000	3,4%
CeCl₃,Sr²⁺	350 ppm	46000	3,3%
CeCl₃,Ba²⁺	250 ppm	46000	3,45%

Beispiele mit CeF₃ Lutetium dotiert

2 × 6 × 6 mm	RE⁴⁺ Gehalt XANES	LY (Photonen/MeV ¹³⁷Cs 662 keV)	Energieauflösung
CeF₃:Lu	nicht nachweisbar	8500	9,2%
CeF₃:Lu,Ca²⁺	650 ppm	8500	8,8%
CeF₃:Lu,Mg²⁺	780 ppm	8500	8,7%
CeF₃:Lu,Sr²⁺	700 ppm	8500	8,8%
CeF₃:Lu,Ba²⁺	600 ppm	8500	9,0%

Beispiele mit mit PrBr₃ dotiertem Cerium

2 × 6 × 6 mm	RE⁴⁺ Gehalt XANES	LY (Photonen/MeV ¹³⁷Cs 662 keV)	Energieauflösung
PrBr₃:Ce	nicht nachweisbar	17500	5,5%
PrBr₃:Ce,Ca²⁺	400 ppm	17500	5,2%
PrBr₃:Ce,Mg²⁺	450 ppm	17500	5,35%
PrBr₃:Ce,Sr²⁺	500 ppm	17500	5,3%
PrBr₃:Ce,Ba²⁺	400 ppm	17500	5,4%

Die Beispiele zeigen eine bedeutende Verbesserung der Energieauflösung (d. h. eine niedrigere Energieauflösung) bei einer Kombination von RE⁴⁺ und M²⁺ in der Szintillationsverbindung im Vergleich zu einer Szintillationsverbindung ohne RE⁴⁺ und M²⁺. Im Allgemeinen liegt die Energieauflösung in einem Bereich von ungefähr 5% bis 20% niedriger für die Szintillationsverbindungen mit RE⁴⁺- und M²⁺-Codotierstoffen im Vergleich zur selben Verbindung ohne den Codotierstoffen. Für die Szintillatorverbindung mit den RE³⁺ und M¹⁺-Codotierstoffen ist die Verbesserung bedeutend, jedoch nicht so groß wie für die RE⁴⁺ und M²⁺-Codotierstoffe. Die Szintillation ist effektiver mit Elektronen als mit Fehlstellen. Dennoch steigert die Szintillationsverbindung mit RE³⁺ und M¹⁺ die Leistung.
Zu beachten ist, dass nicht alle oben in der allgemeinen Beschreibung beschriebenen Aktivitäten erforderlich sind, dass ein Teil einer konkreten Aktivität nicht erforderlich sein kann und dass eine oder mehrere Aktivität(en) neben den beschriebenen durchgeführt werden können. Darüber hinaus ist die Reihenfolge, in der die Aktivitäten aufgelistet sind, nicht unbedingt die Reihenfolge, in der sie durchgeführt werden.
Bestimmte Eigenschaften, die der Klarheit halber hierin im Zusammenhang mit separaten Ausführungsformen beschrieben werden, können auch zusammen in einer einzigen Ausführungsform bereitgestellt werden. Im Gegenzug können evrschiedene Merkmale, die der Kürze halber im Zusammenhang mit einer einzigen Ausführungsform beschrieben werden, auch separat oder in einer beliebigen Unterkombination bereitgestellt werden. Darüber hinaus umfasst die Bezugnahme auf angegebene Bereichswerte jeden und alle Werte innerhalb dieses Bereichs.
Nutzen, andere Vorteile und Lösungen für Probleme wurden oben in Bezug auf bestimmte Ausführungsformen beschrieben. Die Nutzen, Vorteile, Lösungen für Probleme und jegliche Merkmale, die einen Nutzen, Vorteil oder Lösung zur Folge haben oder ausgeprägter machen, sind jedoch nicht darauf ausgelegt, eine kritisches, erforderliches oder wesentliches Merkmal von einem oder aller Ansprüche zu sein.
Die Beschreibung und Darstellungen der hierin beschriebenen Ausführungsformen sollen ein allgemeines Verständnis der Struktur der unterschiedlichen Ausführungsformen bieten. Die Beschreibung und Darstellungen haben nicht die Absicht, als ausgiebige und umfangreiche Beschreibung aller Elemente und Merkmale von Vorrichtungen und von Systemen zu dienen, die die hierin beschriebenen Strukturen oder Verfahren verwenden. Separate Ausführungsformen können auch in Kombination mit einer einzigen Ausführungsform bereitgestellt werden, und im Gegenzug können verschiedene Merkmale, die der Kürze halber im Zusammenhang mit einer einzigen Ausführungsform beschrieben werden, auch separat oder in einer beliebigen Unterkombination bereitgestellt werden. Darüber hinaus umfasst die Bezugnahme auf angegebene Bereichswerte jeden und alle Werte innerhalb dieses Bereichs. Viele andere Ausführungsformen können für Fachmänner erst offensichtlich werden, nachdem sie diese Beschreibung gelesen haben. Es können andere Ausführungsformen verwendet und aus dieser Offenbarung abgeleitet werden, sodass ein struktureller Ersatz, ein logischer Ersatz oder eine weitere Änderung vorgenommen werden können, ohne vom Umfang der Offenbarung abzuweichen. Dementsprechend sollte die Offenbarung als erläuternd und nicht als einschränkend betrachtet werden.

Claims

Szintillationsverbindung, umfassend ein Seltenerdelement in vierwertigem Zustand in einer Konzentration von mindestens etwa 10 Atom-ppm der Szintillationsverbindung, wobei die Szintillationsverbindung keine Seltenerde-Silikatverbindung ist.
Die Szintillationsverbindung nach Anspruch 1, wobei das Seltenerdelement in vierwertigem Zustand in einer Konzentration von mindestens etwa 11 Atom-ppm, mindestens etwa 20 Atom-ppm, mindestens etwa 50 Atom-ppm, mindestens etwa 60 Atom-ppm, mindestens etwa 110 Atom-ppm, mindestens etwa 150 Atom-ppm oder mindestens etwa 200 Atom-ppm der Szintillationsverbindung vorliegt.
Die Szintillationsverbindung nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Seltenerdelement in vierwertigem Zustand in einer Konzentration von höchstens etwa 5 Atom-%, höchstens etwa 5000 Atom-ppm, höchstens etwa 2000 Atom-ppm, höchstens etwa 1500 Atom-ppm, höchstens etwa 900 Atom-ppm, höchstens etwa 800 Atom-ppm, höchstens etwa 700 Atom-ppm, höchstens etwa 600 Atom-ppm oder höchstens etwa 500 Atom-ppm der Szintillationsverbindung vorliegt.
Die Szintillationsverbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Seltenerdelement ein konkretes Seltenerdelement in vierwertigem Zustand ist und mindestens etwa 5%, mindestens etwa 11%, mindestens etwa 15%, mindestens etwa 20%, mindestens etwa 35% oder mindestens etwa 30% des Gesamtgehalts am konkreten Seltenerdelement in der Szintillationsverbindung darstellt.
Die Szintillationsverbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Seltenerdelement ein konkretes Seltenerdelement in vierwertigem Zustand ist und höchstens 100%, höchstens etwa 90%, höchstens etwa 75%, höchstens etwa 50%, höchstens etwa 40%, höchstens etwa 30%, höchstens etwa 25%, höchstens etwa 20%, höchstens etwa 15% oder höchstens etwa 9% des Gesamtgehalts am konkreten Seltenerdelement in der Szintillationsverbindung darstellt.
Die Szintillationsverbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend einen Dotierstoff, der ein anderes Element in zweiwertigem Zustand in einer Konzentration von mindestens 5 Atom-ppm enthält.
Die Szintillationsverbindung nach Anspruch 6, wobei der Dotierstoff in einer Konzentration von mindestens etwa 11 Atom-ppm, mindestens etwa 20 Atom-ppm, mindestens etwa 50 Atom-ppm, mindestens etwa 110 Atom-ppm, mindestens etwa 150 Atom-ppm oder mindestens etwa 200 Atom-ppm der Szintillationsverbindung vorliegt.
Die Szintillationsverbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Dotierstoff in einer Konzentration von höchstens etwa 5 Atom-%, höchstens etwa 5000 Atom-ppm, höchstens etwa 2000 Atom-ppm, höchstens etwa 1500 Atom-ppm, höchstens etwa 900 Atom-ppm, höchstens etwa 800 Atom-ppm, höchstens etwa 700 Atom-ppm, höchstens etwa 600 Atom-ppm oder höchstens etwa 500 Atom-ppm der Szintillationsverbindung vorliegt.
Die Szintillationsverbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Verhältnis des Seltenerdelements in vierwertigem Zustand zum Dotierstoff mindestens etwa 1:90, mindestens etwa 1:50, mindestens etwa 1:20, mindestens etwa 1:9, mindestens etwa 1:5, mindestens etwa 1:3, mindestens etwa 1:2, mindestens etwa 1:1,5 oder mindestens etwa 1:1,1 beträgt.
Die Szintillationsverbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Verhältnis des Seltenerdelements in vierwertigem Zustand zum Dotierstoff höchstens etwa 90:1, höchstens etwa 50:1, höchstens etwa 20:1, höchstens etwa 9:1, höchstens etwa 5:1, höchstens etwa 3:1, höchstens etwa 2:1, oder höchstens etwa 1,5:1 oder höchstens etwa 1,1:1 beträgt.
Die Szintillationsverbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Seltenerdelement Ce⁴⁺ umfasst.
Die Szintillationsverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei das Seltenerdelement Pr⁴⁺ umfasst.
Die Szintillationsverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei das Seltenerdelement Tb⁴⁺ umfasst.
Die Szintillationsverbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Dotierstoff ein Element der Gruppe 2, Zn oder eine beliebige Kombination davon umfasst.
Szintillationsverbindung, umfassend: ein Metallelement in dreiwertigem Zustand; und ein Seltenerdelement in zweiwertigem Zustand in einer Konzentration von mindestens etwa 10 Atom-ppm der Szintillatorverbindung, wobei in einer Wirtmatrix der Szintillatorverbindung mindestens ein Teil des Seltenerdelements in zweiwertigem Zustand das Metallelement in dreiwertigem Zustand ersetzt.
Die Szintillationsverbindung nach Anspruch 15, wobei das Seltenerdelement in zweiwertigem Zustand in einer Konzentration von mindestens etwa 20 Atom-ppm, mindestens etwa 50 Atom-ppm, mindestens etwa 110 Atom-ppm, mindestens etwa 150 Atom-ppm oder mindestens etwa 200 Atom-ppm der Szintillationsverbindung vorliegt.
Die Szintillationsverbindung nach Anspruch 15 oder 16, wobei das Seltenerdelement in zweiwertigem Zustand in einer Konzentration von höchstens etwa 5 Atom-%, höchstens etwa 5000 Atom-ppm, höchstens etwa 2000 Atom-ppm, höchstens etwa 1500 Atom-ppm, höchstens etwa 900 Atom-ppm, höchstens etwa 800 Atom-ppm, höchstens etwa 700 Atom-ppm, höchstens etwa 600 Atom-ppm oder höchstens etwa 500 Atom-ppm der Szintillationsverbindung vorliegt.
Die Szintillationsverbindung nach einem der Ansprüche 15 bis 17, wobei das Seltenerdelement ein konkretes Seltenerdelement in zweiwertigem Zustand ist und mindestens etwa 5%, mindestens etwa 11%, mindestens etwa 15%, mindestens etwa 20%, mindestens etwa 35% oder mindestens etwa 30% des Gesamtgehalts am konkreten Seltenerdelement in der Szintillationsverbindung darstellt.
Die Szintillationsverbindung nach einem der Ansprüche 15 bis 18, wobei das Seltenerdelement ein konkretes Seltenerdelement in zweiwertigem Zustand ist und höchstens 100%, höchstens etwa 90%, höchstens etwa 75%, höchstens etwa 50%, höchstens etwa 40%, höchstens etwa 30%, höchstens etwa 25%, höchstens etwa 20%, höchstens etwa 15% oder höchstens etwa 9% des Gesamtgehalts am konkreten Seltenerdelement in der Szintillationsverbindung darstellt.
Die Szintillationsverbindung nach einem der Ansprüche 15 bis 19, ferner umfassend einen Dotierstoff in vierwertigem Zustand in einer Konzentration von mindestens 5 Atom-ppm der Szintillatorverbindung.
Die Szintillationsverbindung nach Anspruch 20, wobei der Dotierstoff in einer Konzentration von mindestens etwa 20 Atom-ppm, mindestens etwa 50 Atom-ppm, mindestens etwa 110 Atom-ppm, mindestens etwa 150 Atom-ppm oder mindestens etwa 200 Atom-ppm der Szintillationsverbindung vorliegt.
Die Szintillationsverbindung nach einem der Ansprüche 15 bis 21, wobei der Dotierstoff in einer Konzentration von höchstens etwa 5000 Atom-ppm, höchstens etwa 2000 Atom-ppm, höchstens etwa 1500 Atom-ppm, höchstens etwa 900 Atom-ppm, höchstens etwa 800 Atom-ppm, höchstens etwa 700 Atom-ppm, höchstens etwa 600 Atom-ppm oder höchstens etwa 500 Atom-ppm der Szintillationsverbindung vorliegt.
Die Szintillationsverbindung nach einem der Ansprüche 15 bis 22, wobei ein Verhältnis des Seltenerdelements in vierwertigem Zustand zum Dotierstoff mindestens etwa 1:90, mindestens etwa 1:50, mindestens etwa 1:20, mindestens etwa 1:9, mindestens etwa 1:5, mindestens etwa 1:3, mindestens etwa 1:2, oder mindestens etwa 1:1,5 oder mindestens etwa 1:1,1 beträgt.
Die Szintillationsverbindung nach einem der Ansprüche 15 bis 23, wobei ein Verhältnis des Seltenerdelements in vierwertigem Zustand zum Dotierstoff höchstens etwa 90:1, höchstens etwa 50:1, höchstens etwa 20:1, höchstens etwa 9:1, höchstens etwa 5:1, höchstens etwa 3:1, höchstens etwa 2:1, oder höchstens etwa 1,5:1 oder höchstens etwa 1,1:1 beträgt.
Die Szintillationsverbindung nach einem der Ansprüche 15 bis 24, wobei der Dotierstoff Zr, Hf oder eine beliebige Kombination davon umfasst.
Die Szintillationsverbindung nach einem der Ansprüche 15 bis 24, wobei das Seltenerdelement Nd²⁺ umfasst.
Die Szintillationsverbindung nach einem der Ansprüche 15 bis 24, wobei das Seltenerdelement Sm²⁺ umfasst.
Die Szintillationsverbindung nach einem der Ansprüche 15 bis 24, wobei das Seltenerdelement Eu²⁺ umfasst.
Die Szintillationsverbindung nach einem der Ansprüche 15 bis 24, wobei das Seltenerdelement Dy²⁺ umfasst.
Die Szintillationsverbindung nach einem der Ansprüche 15 bis 24, wobei das Seltenerdelement Tm²⁺ umfasst.
Die Szintillationsverbindung nach einem der Ansprüche 15 bis 24, wobei das Seltenerdelement Yb²⁺ umfasst.
Szintillationsverbindung, umfassend: ein Metallelement in zweiwertigem Zustand; und ein Seltenerdelement in dreiwertigem Zustand in einer Konzentration von mindestens etwa 10 Atom-ppm der Szintillationsverbindung, wobei in einer Wirtmatrix der Szintillatorverbindung mindestens ein Teil des Seltenerdelements in dreiwertigem Zustand das Metallelement in zweiwertigem Zustand ersetzt.
Die Szintillationsverbindung nach Anspruch 32, wobei das Seltenerdelement in dreiwertigem Zustand in einer Konzentration von mindestens etwa 20 Atom-ppm, mindestens etwa 50 Atom-ppm, mindestens etwa 110 Atom-ppm, mindestens etwa 150 Atom-ppm oder mindestens etwa 200 Atom-ppm der Szintillationsverbindung vorliegt.
Die Szintillationsverbindung nach Anspruch 32 oder 33, wobei das Seltenerdelement in dreiwertigem Zustand in einer Konzentration von höchstens etwa 5 Atom-%, höchstens etwa 5000 Atom-ppm, höchstens etwa 2000 Atom-ppm, höchstens etwa 1500 Atom-ppm, höchstens etwa 900 Atom-ppm, höchstens etwa 800 Atom-ppm, höchstens etwa 700 Atom-ppm, höchstens etwa 600 Atom-ppm oder höchstens etwa 500 Atom-ppm der Szintillationsverbindung vorliegt.
Die Szintillationsverbindung nach einem der Ansprüche 32 bis 34, wobei das Seltenerdelement ein konkretes Seltenerdelement in dreiwertigem Zustand ist und mindestens etwa 5%, mindestens etwa 11%, mindestens etwa 15%, mindestens etwa 20%, mindestens etwa 35% oder mindestens etwa 30% des Gesamtgehalts am konkreten Seltenerdelement in der Szintillationsverbindung darstellt.
Die Szintillationsverbindung nach einem der Ansprüche 32 bis 35, wobei das Seltenerdelement ein konkretes Seltenerdelement in dreiwertigem Zustand ist und höchstens 100%, höchstens etwa 90%, höchstens etwa 75%, höchstens etwa 50%, höchstens etwa 40%, höchstens etwa 30%, höchstens etwa 25%, höchstens etwa 20%, höchstens etwa 15% oder höchstens etwa 9% des Gesamtgehalts am konkreten Seltenerdelement in der Szintillationsverbindung darstellt.
Die Szintillationsverbindung nach einem der Ansprüche 32 bis 36, wobei der Dotierstoff in einwertigem Zustand in einer Konzentration von mindestens 5 Atom-ppm vorliegt.
Die Szintillationsverbindung nach Anspruch 37, wobei der Dotierstoff in einer Konzentration von mindestens etwa 20 Atom-ppm, mindestens etwa 50 Atom-ppm, mindestens etwa 110 Atom-ppm, mindestens etwa 150 Atom-ppm oder mindestens etwa 200 Atom-ppm der Szintillationsverbindung vorliegt.
Die Szintillationsverbindung nach einem der Ansprüche 32 bis 38, wobei der Dotierstoff in einer Konzentration von höchstens etwa 5000 Atom-ppm, höchstens etwa 2000 Atom-ppm, höchstens etwa 1500 Atom-ppm, höchstens etwa 900 Atom-ppm, höchstens etwa 800 Atom-ppm, höchstens etwa 700 Atom-ppm, höchstens etwa 600 Atom-ppm oder höchstens etwa 500 Atom-ppm der Szintillationsverbindung vorliegt.
Die Szintillationsverbindung nach einem der Ansprüche 32 bis 39, wobei ein Verhältnis des Seltenerdelements in zweiwertigem Zustand zum Dotierstoff mindestens etwa 1:90, mindestens etwa 1:50, mindestens etwa 1:20, mindestens etwa 1:9, mindestens etwa 1:5, mindestens etwa 1:3, mindestens etwa 1:2, oder mindestens etwa 1:1,5 oder mindestens etwa 1:1,1 beträgt.
Die Szintillationsverbindung nach einem der Ansprüche 32 bis 40, wobei ein Verhältnis des Seltenerdelements in zweiwertigem Zustand zum Dotierstoff höchstens etwa 90:1, höchstens etwa 50:1, höchstens etwa 20:1, höchstens etwa 9:1, höchstens etwa 5:1, höchstens etwa 3:1, höchstens etwa 2:1, oder höchstens etwa 1,5:1 oder höchstens etwa 1,1:1 beträgt.
Die Szintillationsverbindung nach einem der Ansprüche 32 bis 41, wobei der Dotierstoff ein Element der Gruppe 1 oder Ag umfasst.
Die Szintillationsverbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Szintillationsverbindung ein Metallhalogenid umfasst.
Die Szintillationsverbindung nach Anspruch 43, wobei bis auf einen oder mehrere Dotierstoff(e) das Metallhalogenid ein Einmetallhalogenid ist, sofern einer der einen oder mehreren Dotierstoffe vorliegt.
Die Szintillationsverbindung nach Anspruch 43, wobei das Metallhalogenid ein gemischtes Metallhalogenid ist.
Die Szintillationsverbindung nach einem der Ansprüche 43 bis 45, wobei das Metallhalogenid ein gemischtes Metallhalogenid ist.
Die Szintillationsverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 42, wobei die Szintillationsverbindung eine Metall-Bor-Sauerstoffverbindung umfasst.
Die Szintillationsverbindung nach Anspruch 47, wobei die Metall-Bor-Sauerstoffverbindung ein Metallborat umfasst.
Die Szintillationsverbindung nach Anspruch 47, wobei die Metall-Bor-Sauerstoffverbindung ein Metalloxyborat umfasst.
Die Szintillationsverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 42, wobei die Szintillationsverbindung eine Metall-Aluminium-Sauerstoffverbindung umfasst, wobei das Metall ein anderes als Aluminium ist.
Die Szintillationsverbindung nach Anspruch 50, wobei die Metall-Aluminium-Sauerstoffverbindung ein Metallaluminat umfasst.
Die Szintillationsverbindung nach Anspruch 50, wobei die Metall-Aluminium-Sauerstoffverbindung einen Metallaluminiumgranat umfasst.
Die Szintillationsverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 41, wobei die Szintillationsverbindung eine Metall-Phosphor-Sauerstoffverbindung umfasst.
Die Szintillationsverbindung nach Anspruch 53, wobei die Metall-Phosphor-Sauerstoffverbindung ein Metallphosphit umfasst.
Die Szintillationsverbindung nach Anspruch 53, wobei die Metall-Phosphor-Sauerstoffverbindung ein Metallphosphat umfasst.
Die Szintillationsverbindung nach Anspruch 53, wobei die Metall-Phosphor-Sauerstoffverbindung ein Metallphosphathalogenid der Gruppe 2 umfasst.
Die Szintillationsverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 42, wobei die Szintillationsverbindung eine Metall-Sauerstoff-Schwefelverbindung umfasst.
Die Szintillationsverbindung nach Anspruch 57, wobei die Metall-Sauerstoff-Schwefelverbindung ein Metalloxysulfid umfasst.
Die Szintillationsverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 42, wobei die Szintillationsverbindung eine Metall-Sauerstoff-Halogenverbindung umfasst.
Die Szintillationsverbindung nach Anspruch 59, wobei die Metall-Sauerstoff-Halogenverbindung ein Metalloxyhalogenid umfasst.
Die Szintillationsverbindung, umfassend ein von einer der Formeln 1 bis 67 dargestelltes Material, wie es in der ausführlichen Beschreibung dargestellt wird.
Die Szintillationsverbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend weitere Atome des Seltenerdelements in dreiwertigem Zustand, wobei die weiteren Atome ein Hauptbestandteil der Szintillationsverbindung sind.
Die Szintillationsverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 61, ferner umfassend weitere Atome des Seltenerdelements in dreiwertigem Zustand, wobei die weiteren Atome einen Coditierstoff darstellen.
Die Szintillationsverbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Szintillationsverbindung gegenüber einer anderen Szintillationsverbindung mit im Wesentlichen gleicher Zusammensetzung, bei der das Seltenerdelement jedoch im Wesentlichen ganz im dreiwertigen Zustand vorliegt, eine höhere Lichtleistung, geringere Energieauflösung, längeres Nachglühen oder eine verhältnismäßigere Reaktion über ein Spektrum an Strahlungsenergien oder eine Kombination davon aufweist.
Die Szintillationsverbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Szintillationsverbindung im Wesentlichen monokristallin ist.
Die Szintillationsverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 64, wobei die Szintillationsverbindung ein polykristallines Material ist.
Die Szintillationsverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 67, wobei die Szintillationsverbindung im Wesentlichen klar ist.
Die Szintillationsverbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei: die Szintillationsverbindung im Wesentlichen weißes Licht bei Farbraumkoordinaten von L1*, a1*, b1* reflektieren kann, die den Farbraumkoordinaten L*, a* und b* nach CIE 1976 der Szintillationsverbindung entsprechen; eine entsprechende Grundverbindung im Wesentlichen weißes Licht bei Farbraumkoordinaten von L2*, a2*, b2* reflektieren kann, die den Farbraumkoordinaten L*, a* und b* nach CIE 1976 der entsprechenden Grundverbindung entsprechen; |a1* – a2*| höchstens etwa 9 ist; und |b1* – b2*| höchstens etwa 9 ist.
Die Szintillationsverbindung nach Anspruch 68, wobei: |a1* – a2*| höchstens etwa 5, höchstens etwa 3, höchstens etwa 2, höchstens etwa 1,5, höchstens etwa 0,9, höchstens etwa 0,5, höchstens etwa 0,2, höchstens etwa 0,09, höchstens etwa 0,05 oder höchstens etwa 0,01 beträgt; und |b1* – b2*| höchstens etwa 5, höchstens etwa 3, höchstens etwa 2, höchstens etwa 1,5, höchstens etwa 0,9, höchstens etwa 0,5, höchstens etwa 0,2, höchstens etwa 0,09, höchstens etwa 0,05 oder höchstens etwa 0,01 beträgt.
Die Szintillationsverbindung nach Anspruch 68 oder 69, wobei |L1* – L2*| höchstens etwa 9 beträgt.
Die Szintillationsverbindung nach Anspruch 70, wobei |L1* – L2*| höchstens etwa 5, höchstens etwa 3, höchstens etwa 2, höchstens etwa 1,5, höchstens etwa 0,9, höchstens etwa 0,5 oder höchstens etwa 0,2 beträgt.
Die Szintillationsverbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei: die Szintillationsverbindung bei einer ersten Wellenlänge im Wesentlichen weißes Licht reflektieren kann; eine entsprechende Grundverbindung bei einer zweiten Wellenlänge im Wesentlichen weißes Licht reflektieren kann; und die erste und zweite Wellenlänge sich um höchstens etwa 50 nm voneinander unterscheiden.
Die Szintillationsverbindung nach Anspruch 72, wobei sich die erste und zweite Wellenlänge um höchstens etwa 30 nm, höchstens etwa 20 nm, höchstens etwa 15 nm, höchstens etwa 9 nm, höchstens etwa 5 nm, höchstens etwa 2 nm voneinander unterscheiden.
Strahlungsdetektor, umfassend: einen Szintillator, enthaltend die Szintillationsverbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche; und einen zum Empfang von szintillierendem Licht vom Szintillator konfigurierten Lichtsensor.
Der Strahlungsdetektor nach Anspruch 74, wobei der Strahlungsdetektor ein medizinisches Bildgebungsgerät, ein Bohrlochmessgerät oder ein Sicherheitskontrollgerät umfasst.
Positronen-Emissions-Tomographie-Scanner, umfassend die Szintillationsverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 73.
Lasergerät, umfassend die Szintillationsverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 73.
Optischer Datenträger, umfassend die Szintillationsverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 73.
Szintillationsverbindung, umfassend ein Seltenerdelement in zwei-, drei- oder vierwertigem Zustand in einer Konzentration der Szintillationsverbindung, wobei die Szintillationsverbindung eine größere Lichtleistung, geringere Energieauflösung, längeres Nachglühen, kürzere Abklingzeit oder verhältnismäßigere Reaktion über ein Spektrum an Strahlungsenergien oder eine Kombination davon als eine entsprechende Grundverbindung aufweist, wobei die Szintillationsverbindung kein Seltenerdsilikat ist.
Die Szintillationsverbindung nach Anspruch 79, wobei die Szintillationsverbindung eine größere Lichtleistung als die entsprechende Grundverbindung aufweist.
Die Szintillationsverbindung nach Anspruch 79 oder 80, wobei die Szintillationsverbindung eine geringere Energieauflösung als die entsprechende Grundverbindung aufweist.
Die Szintillationsverbindung nach einem der Ansprüche 79 bis 81, wobei die Szintillationsverbindung längeres Nachglühen als die entsprechende Grundverbindung aufweist.
Die Szintillationsverbindung nach einem der Ansprüche 79 bis 82, wobei die Szintillationsverbindung eine kürzere Abklingzeit als die entsprechende Grundverbindung aufweist.
Die Szintillationsverbindung nach einem der Ansprüche 79 bis 83, wobei die Szintillationsverbindung eine verhältnismäßigere Reaktion über ein Spektrum an Strahlungsenergien als die entsprechende Grundverbindung aufweist.
Verfahren zur Herstellung einer Szintillatorverbindung, umfassend: Herstellen der Szintillationsverbindung in einer oxidierenden Umgebung, so dass in einer fertigen Szintillationsverbindung, ein Seltenerdelement in vierwertigem Zustand in einer Konzentration von mindestens 10 ppm der fertigen Szintillationsverbindung vorliegt, und die fertige Szintillationsverbindung kein Seltenerdsilikat enthält.
Das Verfahren nach Anspruch 85, wobei die oxidierende Umgebung O₂, O₃, NO, N₂O, CO₂ oder eine beliebige Kombination davon umfasst.
Das Verfahren nach Anspruch 85 oder 86, wobei die oxidierende Umgebung mindestens etwa 1,4 Vol.-%, mindestens etwa 5 Vol.-%, mindestens etwa 11 Vol.-%, mindestens etwa 15 Vol.-% oder mindestens etwa 20 Vol.-% einer oxidierenden Spezies umfasst.
Das Verfahren nach einem der Ansprüche 85 bis 87, wobei die oxidierende Umgebung höchstens 100 Vol.-%, höchstens etwa 90 Vol.-%, höchstens etwa 75 Vol.-%, höchstens etwa 50 Vol.-% oder höchstens etwa 40 Vol.-% einer oxidierenden Spezies umfasst.
Das Verfahren nach einem der Ansprüche 85 bis 88, wobei die oxidierende Umgebung mindestens etwa 1,4 kPa, mindestens etwa 5 kPa, mindestens etwa 11 kPa, mindestens etwa 15 kPa oder mindestens etwa 20 kPa einer oxidierenden Spezies umfasst.
Das Verfahren nach einem der Ansprüche 85 bis 89, wobei die oxidierende Umgebung höchstens 101 kPa, höchstens etwa 90 kPa, höchstens etwa 75 kPa, höchstens etwa 50 kPa oder höchstens etwa 40 kPa einer oxidierenden Spezies umfasst.
Das Verfahren nach einem der Ansprüche 85 bis 90, wobei das Seltenerdelement in vierwertigem Zustand in einer Konzentration von mindestens etwa 11 Atom-ppm, mindestens etwa 20 Atom-ppm, mindestens etwa 50 Atom-ppm, mindestens etwa 110 Atom-ppm, mindestens etwa 150 Atom-ppm oder mindestens etwa 200 Atom-ppm der fertigen Szintillationsverbindung vorliegt.
Das Verfahren nach einem der Ansprüche 85 bis 91, wobei das Seltenerdelement in vierwertigem Zustand in einer Konzentration von höchstens etwa 5000 Atom-ppm, höchstens etwa 2000 Atom-ppm, höchstens etwa 1500 Atom-ppm, höchstens etwa 900 Atom-ppm, höchstens etwa 800 Atom-ppm, höchstens etwa 700 Atom-ppm, höchstens etwa 600 Atom-ppm oder höchstens etwa 500 Atom-ppm der fertigen Szintillationsverbindung vorliegt.
Das Verfahren nach einem der Ansprüche 85 bis 92, wobei das Seltenerdelement ein konkretes Seltenerdelement in vierwertigem Zustand umfasst, das mindestens etwa 5%, mindestens etwa 11%, mindestens etwa 15%, mindestens etwa 20%, mindestens etwa 35% oder mindestens etwa 30% des Gesamtgehalts am konkreten Seltenerdelement in der fertigen Szintillationsverbindung darstellt.
Das Verfahren nach einem der Ansprüche 85 bis 93, wobei das Seltenerdelement ein konkretes Seltenerdelement in vierwertigem Zustand umfasst, das höchstens 100%, höchstens etwa 90%, höchstens etwa 75%, höchstens etwa 50%, höchstens etwa 40%, höchstens etwa 30%, höchstens etwa 25%, höchstens etwa 20%, höchstens etwa 15% oder höchstens etwa 9% des Gesamtgehalts am konkreten Seltenerdelement in der fertigen Szintillationsverbindung darstellt.
Das Verfahren nach einem der Ansprüche 85 bis 94, wobei die fertige Szintillationsverbindung ferner einen Dotierstoff umfasst, der ein anderes Element in zweiwertigem Zustand in einer Konzentration von mindestens 5 Atom-ppm enthält.
Das Verfahren nach Anspruch 95, wobei der Dotierstoff in einer Konzentration von mindestens etwa 11 Atom-ppm, mindestens etwa 20 Atom-ppm, mindestens etwa 50 Atom-ppm, mindestens etwa 110 Atom-ppm, mindestens etwa 150 Atom-ppm oder mindestens etwa 200 Atom-ppm der fertigen Szintillationsverbindung vorliegt.
Das Verfahren nach einem der Ansprüche 85 bis 96, wobei der Dotierstoff in einer Konzentration von höchstens etwa 5000 Atom-ppm, höchstens etwa 2000 Atom-ppm, höchstens etwa 1500 Atom-ppm, höchstens etwa 900 Atom-ppm, höchstens etwa 800 Atom-ppm, höchstens etwa 700 Atom-ppm, höchstens etwa 600 Atom-ppm oder höchstens etwa 500 Atom-ppm der fertigen Szintillationsverbindung vorliegt.
Das Verfahren nach einem der Ansprüche 85 bis 97, wobei ein Verhältnis des Seltenerdelements in vierwertigem Zustand zum Dotierstoff mindestens etwa 1:90, mindestens etwa 1:50, mindestens etwa 1:20, mindestens etwa 1:9, mindestens etwa 1:5, mindestens etwa 1:3, mindestens etwa 1:2, oder mindestens etwa 1:1,5 oder mindestens etwa 1:1,1 beträgt.
Das Verfahren nach einem der Ansprüche 85 bis 98, wobei ein Verhältnis des Seltenerdelements in vierwertigem Zustand zum Dotierstoff höchstens etwa 90:1, höchstens etwa 50:1, höchstens etwa 20:1, höchstens etwa 9:1, höchstens etwa 5:1, höchstens etwa 3:1, höchstens etwa 2:1, höchstens etwa 1,5:1 oder höchstens etwa 1,1:1 beträgt.
Das Verfahren nach einem der Ansprüche 85 bis 99, wobei das Seltenerdelement Ce⁴⁺ umfasst.
Das Verfahren nach einem der Ansprüche 85 bis 99, wobei das Seltenerdelement Pr⁴⁺ umfasst.
Das Verfahren nach einem der Ansprüche 85 bis 99, wobei das Seltenerdelement Tb⁴⁺ umfasst.
Das Verfahren nach einem der Ansprüche 85 bis 102, wobei der Dotierstoff ein Element der Gruppe 2, Zn oder eine beliebige Kombination davon umfasst.
Verfahren zur Herstellung einer Szintillatorverbindung, umfassend: Herstellen der Szintillationsverbindung in einer reduzierenden Umgebung, so dass eine fertige Szintillationsverbindung Folgendes umfasst: ein Metallelement in dreiwertigem Zustand; und ein Seltenerdelement in zweiwertigem Zustand in einer Konzentration von mindestens 10 Atom-ppm der fertigen Szintillatorverbindung, wobei in einer Wirtmatrix der fertigen Szintillatorverbindung mindestens ein Teil des Seltenerdelements in zweiwertigem Zustand das Metallelement in dreiwertigem Zustand ersetzt.
Das Verfahren nach Anspruch 104, wobei das Seltenerdelement in zweiwertigem Zustand in einer Konzentration von mindestens etwa 20 Atom-ppm, mindestens etwa 50 Atom-ppm, mindestens etwa 110 Atom-ppm, mindestens etwa 150 Atom-ppm oder mindestens etwa 200 Atom-ppm der fertigen Szintillationsverbindung vorliegt.
Das Verfahren nach Anspruch 104 oder 105, wobei das Seltenerdelement in zweiwertigem Zustand in einer Konzentration von höchstens etwa 5 Atom-%, höchstens etwa 5000 Atom-ppm, höchstens etwa 2000 Atom-ppm, höchstens etwa 1500 Atom-ppm, höchstens etwa 900 Atom-ppm, höchstens etwa 800 Atom-ppm, höchstens etwa 700 Atom-ppm, höchstens etwa 600 Atom-ppm oder höchstens etwa 500 Atom-ppm der fertigen Szintillationsverbindung vorliegt.
Das Verfahren nach einem der Ansprüche 104 bis 106, wobei das Seltenerdelement ein konkretes Seltenerdelement in zweiwertigem Zustand umfasst, das mindestens etwa 5%, mindestens etwa 11%, mindestens etwa 15%, mindestens etwa 20%, mindestens etwa 35% oder mindestens etwa 30% des Gesamtgehalts am konkreten Seltenerdelement in der fertigen Szintillationsverbindung darstellt.
Das Verfahren nach einem der Ansprüche 104 bis 107, wobei das Seltenerdelement ein konkretes Seltenerdelement in zweiwertigem Zustand umfasst, das höchstens 100%, höchstens etwa 90%, höchstens etwa 75%, höchstens etwa 50%, höchstens etwa 40%, höchstens etwa 30%, höchstens etwa 25%, höchstens etwa 20%, höchstens etwa 15% oder höchstens etwa 9% des Gesamtgehalts am konkreten Seltenerdelement in der fertigen Szintillationsverbindung darstellt.
Das Verfahren nach einem der Ansprüche 104 bis 108, ferner umfassend einen Dotierstoff in vierwertigem Zustand in der Konzentration von mindestens 5 Atom-ppm der fertigen Szintillationsverbindung.
Das Verfahren nach Anspruch 109, wobei der Dotierstoff in einer Konzentration von mindestens etwa 20 Atom-ppm, mindestens etwa 50 Atom-ppm, mindestens etwa 110 Atom-ppm, mindestens etwa 150 Atom-ppm oder mindestens etwa 200 Atom-ppm der fertigen Szintillationsverbindung vorliegt.
Das Verfahren nach Anspruch 109 oder 110, wobei der Dotierstoff in einer Konzentration von höchstens etwa 5000 Atom-ppm, höchstens etwa 2000 Atom-ppm, höchstens etwa 1500 Atom-ppm, höchstens etwa 900 Atom-ppm, höchstens etwa 800 Atom-ppm, höchstens etwa 700 Atom-ppm, höchstens etwa 600 Atom-ppm oder höchstens etwa 500 Atom-ppm der fertigen Szintillationsverbindung vorliegt.
Das Verfahren nach einem der Ansprüche 109 bis 111, wobei ein Verhältnis des Seltenerdelements in zweiwertigem Zustand zum Dotierstoff mindestens etwa 1:90, mindestens etwa 1:50, mindestens etwa 1:20, mindestens etwa 1:9, mindestens etwa 1:5, mindestens etwa 1:3, mindestens etwa 1:2, oder mindestens etwa 1:1,5 oder mindestens etwa 1:1,1 beträgt.
Das Verfahren nach einem der Ansprüche 109 bis 112, wobei ein Verhältnis des Seltenerdelements in zweiwertigem Zustand zum Dotierstoff höchstens etwa 90:1, höchstens etwa 50:1, höchstens etwa 20:1, höchstens etwa 9:1, höchstens etwa 5:1, höchstens etwa 3:1, höchstens etwa 2:1, oder höchstens etwa 1,5:1 oder höchstens etwa 1,1:1 beträgt.
Das Verfahren nach einem der Ansprüche 109 bis 113, wobei der Dotierstoff Zr, Hf oder eine beliebige Kombination davon umfasst.
Das Verfahren nach einem der Ansprüche 104 bis 114, wobei das Seltenerdelement Nd²⁺ umfasst.
Das Verfahren nach einem der Ansprüche 104 bis 114, wobei das Seltenerdelement Sm²⁺ umfasst.
Das Verfahren nach einem der Ansprüche 104 bis 114, wobei das Seltenerdelement Eu²⁺ umfasst.
Das Verfahren nach einem der Ansprüche 104 bis 114, wobei das Seltenerdelement Dy²⁺ umfasst.
Das Verfahren nach einem der Ansprüche 104 bis 114, wobei das Seltenerdelement Tm²⁺ umfasst.
Das Verfahren nach einem der Ansprüche 104 bis 114, wobei das Seltenerdelement Yb²⁺ umfasst.
Das Verfahren zur Herstellung einer Szintillationsverbindung, umfassend: Herstellen der Szintillationsverbindung in einer reduzierenden Umgebung, so dass eine fertige Szintillationsverbindung Folgendes umfasst: ein Metallelement in zweiwertigem Zustand; und ein Seltenerdelement in dreiwertigem Zustand in einer Konzentration von mindestens 10 Atom-ppm der fertigen Szintillationsverbindung, wobei in einer Wirtmatrix der Szintillatorverbindung mindestens ein Teil des Seltenerdelements in dreiwertigem Zustand das Metallelement in zweiwertigem Zustand ersetzt.
Das Verfahren nach Anspruch 121, wobei das Seltenerdelement in dreiwertigem Zustand in einer Konzentration von mindestens etwa 20 Atom-ppm, mindestens etwa 50 Atom-ppm, mindestens etwa 110 Atom-ppm, mindestens etwa 150 Atom-ppm oder mindestens etwa 200 Atom-ppm der fertigen Szintillationsverbindung vorliegt.
Das Verfahren nach Anspruch 121 oder 122, wobei das Seltenerdelement in dreiwertigem Zustand in einer Konzentration von höchstens etwa 5 Atom-%, höchstens etwa 5000 Atom-ppm, höchstens etwa 2000 Atom-ppm, höchstens etwa 1500 Atom-ppm, höchstens etwa 900 Atom-ppm, höchstens etwa 800 Atom-ppm, höchstens etwa 700 Atom-ppm, höchstens etwa 600 Atom-ppm oder höchstens etwa 500 Atom-ppm der fertigen Szintillationsverbindung vorliegt.
Das Verfahren nach einem der Ansprüche 121 bis 123, wobei das Seltenerdelement ein konkretes Seltenerdelement in dreiwertigem Zustand umfasst, das mindestens etwa 5%, mindestens etwa 11%, mindestens etwa 15%, mindestens etwa 20%, mindestens etwa 35% oder mindestens etwa 30% des Gesamtgehalts am konkreten Seltenerdelement in der fertigen Szintillationsverbindung darstellt.
Das Verfahren nach einem der Ansprüche 121 bis 124, wobei das Seltenerdelement ein konkretes Seltenerdelement in dreiwertigem Zustand umfasst, das höchstens etwa 90%, höchstens etwa 75%, höchstens etwa 50%, höchstens etwa 40%, höchstens etwa 30%, höchstens etwa 25%, höchstens etwa 20%, höchstens etwa 15% oder höchstens etwa 9% des Gesamtgehalts am konkreten Seltenerdelement in der fertigen Szintillationsverbindung darstellt.
Das Verfahren nach einem der Ansprüche 121 bis 125, ferner umfassend einen Dotierstoff in einwertigem Zustand in der Konzentration von mindestens 5 Atom-ppm der fertigen Szintillationsverbindung.
Das Verfahren nach Anspruch 126, wobei der Dotierstoff in einer Konzentration von mindestens etwa 20 Atom-ppm, mindestens etwa 50 Atom-ppm, mindestens etwa 110 Atom-ppm, mindestens etwa 150 Atom-ppm oder mindestens etwa 200 Atom-ppm der fertigen Szintillationsverbindung vorliegt.
Das Verfahren nach Anspruch 126 oder 127, wobei der Dotierstoff in einer Konzentration von höchstens etwa 5000 Atom-ppm, höchstens etwa 2000 Atom-ppm, höchstens etwa 1500 Atom-ppm, höchstens etwa 900 Atom-ppm, höchstens etwa 800 Atom-ppm, höchstens etwa 700 Atom-ppm, höchstens etwa 600 Atom-ppm oder höchstens etwa 500 Atom-ppm der fertigen Szintillationsverbindung vorliegt.
Das Verfahren nach einem der Ansprüche 126 bis 128, wobei ein Verhältnis des Seltenerdelements in zweiwertigem Zustand zum Dotierstoff mindestens etwa 1:90, mindestens etwa 1:50, mindestens etwa 1:20, mindestens etwa 1:9, mindestens etwa 1:5, mindestens etwa 1:3, mindestens etwa 1:2, oder mindestens etwa 1:1,5 oder mindestens etwa 1:1,1 beträgt.
Das Verfahren nach einem der Ansprüche 126 bis 129, wobei ein Verhältnis des Seltenerdelements in zweiwertigem Zustand zum Dotierstoff höchstens etwa 90:1, höchstens etwa 50:1, höchstens etwa 20:1, höchstens etwa 9:1, höchstens etwa 5:1, höchstens etwa 3:1, höchstens etwa 2:1, höchstens etwa 1,5:1 oder höchstens etwa 1,1:1 beträgt.
Das Verfahren nach einem der Ansprüche 126 bis 130, wobei der Dotierstoff ein Element der Gruppe 1 oder Ag umfasst.
Das Verfahren nach einem der Ansprüche 104 bis 131, wobei die reduzierende Umgebung eine reduzierende Spezies umfasst.
Das Verfahren nach Anspruch 132, wobei die reduzierende Spezies H₂, N₂H₄, CH₄ oder eine beliebige Kombination davon umfasst.
Das Verfahren nach Anspruch 132 oder 133, wobei die reduzierende Umgebung mindestens etwa 1,1 Vol.-%, mindestens etwa 2 Vol.-%, mindestens etwa 4 Vol.-% einer reduzierenden Spezies umfasst.
Das Verfahren nach einem der Ansprüche 132 bis 135, wobei die reduzierende Umgebung höchstens 100 Vol.-%, höchstens etwa 75 Vol.-%, höchstens etwa 50 Vol.-%, höchstens etwa 20 Vol.-%, oder höchstens etwa 9 Vol.-% der reduzierenden Spezies umfasst.
Das Verfahren nach einem der Ansprüche 132 bis 135, wobei die reduzierende Umgebung mindestens etwa_, 1,1 kPa, mindestens etwa 2 kPa, mindestens etwa 4 kPa der reduzierenden Spezies umfasst.
Das Verfahren nach einem der Ansprüche 104 bis 136, wobei die reduzierende Umgebung höchstens 101 kPa, höchstens etwa 75 kPa, höchstens etwa 50 kPa, höchstens etwa 20 kPa oder höchstens etwa 9 kPa der reduzierenden Spezies umfasst.
Das Verfahren nach einem der Ansprüche 104 bis 137, wobei die reduzierende Umgebung ferner ein Inertgas umfasst.
Das Verfahren nach Anspruch 138, wobei das Inertgas ein Edelgas umfasst.
Das Verfahren nach Anspruch 138, wobei das Inertgas mindestens etwa 50% Ar umfasst.
Das Verfahren nach einem der Ansprüche 138 bis 140, wobei die reduzierende Umgebung mindestens etwa 1,1 Vol.-%, mindestens etwa 5 Vol.-%, mindestens etwa 11 Vol.-%, mindestens etwa 15 Vol.-% oder mindestens etwa 20 Vol.-% des Inertgases umfasst.
Das Verfahren nach einem der Ansprüche 138 bis 141, wobei die reduzierende Umgebung höchstens 100 Vol.-%, höchstens etwa 90 Vol.-%, höchstens etwa 75 Vol.-%, höchstens etwa 50 Vol.-% oder höchstens etwa 40 Vol.-% des Inertgases umfasst.
Das Verfahren nach einem der Ansprüche 138 bis 141, wobei die reduzierende Umgebung nur ein Inertgas umfasst.
Das Verfahren nach einem der Ansprüche 104 bis 143, wobei die reduzierende Umgebung im Wesentlichen keine oxidierende Spezies umfasst.
Das Verfahren nach einem der Ansprüche 104 bis 142, wobei die reduzierende Umgebung O₂ in einem Bereich von etwa 0,0001 Vol.-% bis etwa 3% Vol.-% umfasst.
Das Verfahren nach einem der Ansprüche 104 bis 142 und 145, wobei die reduzierende Umgebung eine reduzierende Spezies in einer Gesamtkonzentration von höchstens etwa 5 Vol.-% umfasst, und ein Rest der reduzierenden Umgebung Ar umfasst.
Das Verfahren nach einem der Ansprüche 85 bis 146, ferner umfassend das Beladen eines Reaktors mit Edukten, die eine Seltenerdverbindung enthalten, die das Seltenerdelement enthält.
Das Verfahren nach einem der Ansprüche 85 bis 147, wobei die Szintillationsverbindung nach einer Schmelzzonen- oder Schwebezonentechnik hergestellt wird.
Das Verfahren nach einem der Ansprüche 85 bis 147, wobei die Szintillationsverbindung nach einem Czochralski-Verfahren hergestellt wird.
Das Verfahren nach einem der Ansprüche 85 bis 147, wobei die Szintillationsverbindung nach einem Bridgman-Verfahren hergestellt wird.
Das Verfahren nach einem der Ansprüche 85 bis 150, wobei die fertige Szintillationsverbindung ein Metallhalogenid umfasst.
Das Verfahren nach Anspruch 151, wobei bis auf einen oder mehrere Dotierstoff(e) das Metallhalogenid ein Einmetallhalogenid ist, sofern einer der einen oder mehreren Dotierstoffe vorliegt.
Das Verfahren nach Anspruch 151, wobei das Metallhalogenid ein gemischtes Metallhalogenid ist.
Das Verfahren nach einem der Ansprüche 151 bis 153, wobei das Metallhalogenid ein gemischtes Halogenmetallhalogenid ist.
Das Verfahren nach einem der Ansprüche 85 bis 150, wobei die fertige Szintillationsverbindung eine Metall-Bor-Sauerstoffverbindung umfasst.
Das Verfahren nach Anspruch 155, wobei die Metall-Bor-Sauerstoffverbindung ein Metallborat umfasst.
Das Verfahren nach Anspruch 155, wobei die Metall-Bor-Sauerstoffverbindung ein Metalloxyborat umfasst.
Das Verfahren nach einem der Ansprüche 85 bis 150, wobei die fertige Szintillationsverbindung eine Metall-Aluminium-Sauerstoffverbindung umfasst, wobei das Metall ein anderes als Aluminium ist.
Das Verfahren nach Anspruch 158, wobei die Metall-Aluminium-Sauerstoffverbindung ein Metallaluminat umfasst.
Das Verfahren nach Anspruch 158, wobei die Metall-Aluminium-Sauerstoffverbindung einen Metallaluminiumgranat umfasst.
Das Verfahren nach einem der Ansprüche 85 bis 150, wobei die fertige Szintillationsverbindung eine Metall-Phosphor-Sauerstoffverbindung umfasst.
Das Verfahren nach Anspruch 161, wobei die Metall-Phosphor-Sauerstoffverbindung ein Metallphosphit umfasst.
Das Verfahren nach Anspruch 161, wobei die Metall-Phosphor-Sauerstoffverbindung ein Metallphosphat umfasst.
Das Verfahren nach Anspruch 161, wobei die Metall-Phosphor-Sauerstoffverbindung ein Metallphosphathalogenid der Gruppe 2 umfasst.
Das Verfahren nach einem der Ansprüche 85 bis 150, wobei die fertige Szintillationsverbindung eine Metall-Sauerstoff-Schwefelverbindung umfasst.
Das Verfahren nach Anspruch 165, wobei die Metall-Sauerstoff-Schwefelverbindung ein Metalloxysulfid umfasst.
Das Verfahren nach einem der Ansprüche 85 bis 150, wobei die fertige Szintillationsverbindung eine Metall-Sauerstoff-Halogenverbindung umfasst.
Das Verfahren nach Anspruch 167, wobei die Metall-Sauerstoff-Halogenverbindung ein Metalloxyhalogenid umfasst.
Das Verfahren nach einem der Ansprüche 85 bis 168, wobei die Szintillationsverbindung ein von einer der Formeln 1 bis 67 dargestelltes Material umfasst, wie es in der ausführlichen Beschreibung dargestellt wird.
Das Verfahren nach einem der Ansprüche 85 bis 169, ferner umfassend weitere Atome des Seltenerdelements in dreiwertigem Zustand, wobei die weiteren Atome ein Hauptbestandteil der Szintillationsverbindung sind.
Das Verfahren nach einem der Ansprüche 85 bis 169, ferner umfassend weitere Atome des Seltenerdelements in dreiwertigem Zustand, wobei die weiteren Atome einen Coditierstoff darstellen.
Das Verfahren nach einem der Ansprüche 85 bis 171, wobei die fertige Szintillationsverbindung gegenüber einer anderen Szintillationsverbindung mit im Wesentlichen gleicher Zusammensetzung, bei der das Seltenerdelement jedoch im Wesentlichen ganz im dreiwertigen Zustand vorliegt, eine höhere Lichtleistung, geringere Energieauflösung, längeres Nachglühen oder eine verhältnismäßigere Reaktion über ein Spektrum an Strahlungsenergien oder eine Kombination davon aufweist.
Das Verfahren nach einem der Ansprüche 85 bis 172, wobei die fertige Szintillationsverbindung im Wesentlichen monokristallin ist.
Das Verfahren nach einem der Ansprüche 85 bis 172, wobei die fertige Szintillationsverbindung ein polykristallines Material ist.
Das Verfahren nach einem der Ansprüche 85 bis 172, wobei die fertige Szintillationsverbindung im Wesentlichen klar ist.
Das Verfahren nach einem der Ansprüche 85 bis 175, wobei: die fertige Szintillationsverbindung im Wesentlichen weißes Licht bei Farbraumkoordinaten von L1*, a1*, b1* reflektieren kann, die den Farbraumkoordinaten L*, a* und b* nach CIE 1976 der Szintillationsverbindung entsprechen; eine entsprechende Grundverbindung im Wesentlichen weißes Licht bei Farbraumkoordinaten von L2*, a2*, b2* reflektieren kann, die den Farbraumkoordinaten L*, a* und b* nach CIE 1976 der entsprechenden Grundverbindung entsprechen; |a1* – a2*| höchstens etwa 9 ist; und |b1* – b2*| höchstens etwa 9 ist.
Das Verfahren nach Anspruch 176, wobei: |a1* – a2*| höchstens etwa 5, höchstens etwa 3, höchstens etwa 2, höchstens etwa 1,5, höchstens etwa 0,9, höchstens etwa 0,5 oder höchstens etwa 0,2 beträgt; und |b1* – b2*| höchstens etwa 5, höchstens etwa 3, höchstens etwa 2, höchstens etwa 1,5, höchstens etwa 0,9, höchstens etwa 0,5 oder höchstens etwa 0,2 beträgt.
Das Verfahren nach Anspruch 176 oder 177, wobei |L1* – L2*| höchstens etwa 9 beträgt.
Das Verfahren nach Anspruch 178, wobei |L1* – L2*| höchstens etwa 5, höchstens etwa 3, höchstens etwa 2, höchstens etwa 1,5, höchstens etwa 0,9, höchstens etwa 0,5 oder höchstens etwa 0,2 beträgt.
Das Verfahren nach einem der Ansprüche 85 bis 179, wobei: die Szintillationsverbindung bei einer ersten Wellenlänge im Wesentlichen weißes Licht reflektieren kann; eine entsprechende Grundverbindung bei einer zweiten Wellenlänge im Wesentlichen weißes Licht reflektieren kann; und die erste und zweite Wellenlänge sich um höchstens etwa 50 nm voneinander unterscheiden.
Das Verfahren nach Anspruch 180, wobei sich die erste und zweite Wellenlänge um höchstens etwa 30 nm, höchstens etwa 20 nm, höchstens etwa 15 nm, höchstens etwa 9 nm, höchstens etwa 5 nm, höchstens etwa 2 nm voneinander unterscheiden.
Strahlungsdetektor, umfassend: einen Szintillator, der die nach dem Verfahren nach einem der Ansprüche 85 bis 181 hergestellte fertige Szintillationsverbindung enthält; und einen zum Empfang von szintillierendem Licht vom Szintillator konfigurierten Lichtsensor.
Der Strahlungsdetektor nach Anspruch 182, wobei der Strahlungsdetektor ein medizinisches Bildgebungsgerät, ein Bohrlochmessgerät oder ein Sicherheitskontrollgerät umfasst.
Positronen-Emissions-Tomographie-Scanner, umfassend die nach dem Verfahren nach einem der Ansprüche 85 bis 181 hergestellte fertige Szintillationsverbindung.
Lasergerät, umfassend die nach dem Verfahren nach einem der Ansprüche 85 bis 181 hergestellte fertige Szintillationsverbindung.
Optischer Datenträger, umfassend die nach dem Verfahren nach einem der Ansprüche 85 bis 181 hergestellte fertige Szintillationsverbindung.
Das Verfahren nach einem der Ansprüche 85 bis 181, wobei die fertige Szintillationsverbindung gegenüber einer entsprechenden Grundverbindung eine höhere Lichtleistung, geringere Energieauflösung, längeres Nachglühen, eine kürzere Abklingzeit oder eine verhältnismäßigere Reaktion über ein Spektrum an Strahlungsenergien oder eine Kombination davon aufweist.
Das Verfahren nach Anspruch 187, wobei die fertige Szintillationsverbindung eine größere Lichtleistung als die entsprechende Grundverbindung aufweist.
Das Verfahren nach Anspruch 187 oder 188, wobei die fertige Szintillationsverbindung eine geringere Energieauflösung als die entsprechende Grundverbindung aufweist.
Das Verfahren nach einem der Ansprüche 187 bis 189, wobei die fertige Szintillationsverbindung längeres Nachglühen als die entsprechende Grundverbindung aufweist.
Das Verfahren nach einem der Ansprüche 187 bis 190, wobei die fertige Szintillationsverbindung längeres Nachglühen als die entsprechende Grundverbindung aufweist.
Das Verfahren nach einem der Ansprüche 187 bis 191, wobei die fertige Szintillationsverbindung eine verhältnismäßigere Reaktion über ein Spektrum an Strahlungsenergien als die entsprechende Grundverbindung aufweist.