氟化铈晶体,六方晶系,是一种磁光晶体,具有磁光效应,也是一种闪烁晶体,可将高能粒子动能转换为光能。
氟化铈,也称三氟化铈,分子式CeF3,外观为白色粉末状,熔点1640℃,不溶于水。氟化铈可用作高效催化剂,应用于化工行业中;可用作稀土原料,应用于硬质合金、掺杂光纤等制造中;是一种重要的晶体材料,可以应用在光学、光电子等产业中。
根据新思界产业研究中心发布的
《2025-2030年中国氟化铈晶体行业市场深度调研及发展前景预测报告》显示,氟化铈晶体主要用作闪烁晶体,具有光输出高、衰减速度快、抗辐照损伤等特点,发射波长在紫外波段,可以应用在医学影像、工业无损检测、物理研究等领域。在医学影像方面,氟化铈晶体可以用于正电子发射计算机断层扫描(PET)等核医学成像领域,将γ信号转换为光信号,以提高成像分辨率。
在物理研究领域,欧洲核子研究中心(CERN)的LHCb实验中,曾部分采用氟化铈晶体作为闪烁体来探测高能粒子。中国科学院上海硅酸盐所开发出大尺寸氟化铈晶体,光输出与均匀性均处于全球领先地位,为欧洲核子研究中心(CERN)供货,其关键指标优于其他国家产品。
用作磁光晶体时,氟化铈晶体具有法拉第旋转效应,但费尔德常数较低,磁光效率有限。常见的铽镓石榴石(TGG)磁光晶体在紫外波段不透光,而氟化铈晶体是紫外波段磁光晶体,因此其作为磁光晶体研究也在不断深入。2021年,中国科学院上海光机所开展了Nd:CeF3晶体生长和磁光性能研究,Nd3+可以有效提高氟化铈晶体的费尔德常数,从而提升法拉第旋转效应。
通过稀土元素掺杂,氟化铈晶体还可用作激光晶体。2023年,中国科学院上海光机所开展了Nd3+、Ho3+共掺CeF3(Nd,Ho:CeF3)晶体生长、光谱性能和磁光改性研究,通过掺杂稀土离子来提高氟化铈晶体的激光性能、磁光性能,相关研究成果发表于《Materials Letters》。
新思界
行业分析人士表示,在全球范围内,无机闪烁晶体在闪烁晶体市场中处于主导地位。受益于医疗、工业、军工国防等领域发展需求推动,预计2025-2030年,全球无机闪烁晶体市场规模将以4.2%左右的年复合增长率增长,预计发展到2030年,全球无机闪烁晶体市场规模将达到3.86亿美元。与市场主流的硅酸钇镥闪烁晶体(LYSO)、锗酸铋闪烁晶体(BGO)等相比,氟化铈晶体市场规模小,但拥有良好发展空间。
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