摻鈰硅酸镥單晶簡稱Ce:LSO晶體,化學式為Ce:Ln2 SiO3,是由镥、硅、氧為主體元素,鈰為摻雜元素組成的具有單斜相結構的單晶材料。
作為閃爍晶體,摻鈰硅酸镥單晶在吸收X射線、γ射線或其他高能射線、粒子等的輻射能量后能發出可見光或紫外光。根據新思界產業研究中心發布的
《2025-2029年摻鈰硅酸镥單晶(Ce:LSO)行業深度市場調研及投資策略建議報告》顯示,基于這一特點,摻鈰硅酸镥單晶被廣泛應用在核醫學成像、核物理、高能物理、輻射探測等領域。
摻鈰硅酸镥和摻鈰硅酸釔镥(LYSO:Ce)同屬于稀土氧化物型閃爍晶體。镥是原子序數最大的稀土元素,硅酸镥(Lu2SiO5,LSO)在各稀土元素的硅酸鹽中密度也最大,將鈰(起到發光中心的作用)摻雜進硅酸镥或硅酸镥釔基體中,可降低其密度及原料成本。硅酸镥釔可摻雜更多、更均勻的鈰,因此摻鈰硅酸釔镥較摻鈰硅酸镥更為常用。
摻鈰硅酸镥單晶主要采用提拉法(CZ法)生長,如何采用提拉法來生長出大尺寸、低成本、高質量、高純度的摻鈰硅酸镥單晶是業界研究重點。由于晶體缺陷(晶界、夾雜等)會吸收能量和散射光線,為獲得高靈敏度的探測器,需制備高質量、高純度的摻鈰硅酸镥單晶。
稀土閃爍晶體是PET-CT探測器設備的核心材料之一。PET-CT是正電子發射計算機斷層顯像(PET)與CT機的融合,具有精準定位、靈敏高效、安全無創等優勢,近年來,隨著醫學水平提升,PET-CT采購需求持續釋放,2025年第一季度我國PET/CT銷量同比增長超過190%。PET-CT市場擴張,將帶動上游摻鈰硅酸镥、摻鈰硅酸釔镥等稀土閃爍晶體材料市場需求釋放。
我國摻鈰硅酸镥單晶研究單位及企業包括眉山博雅新材料股份有限公司(博雅新材)、中科院上海硅鹽所研究院、四川天樂信達光電有限公司等。博雅新材是全球三大核醫學影像探測材料供應商之一,在國內PET-CT所需硅酸釔镥晶體市場份額達60%以上,同時也是JC/T 2849-2024《摻鈰硅酸镥單晶》主要起草單位之一。
新思界
行業分析人士表示,稀土閃爍晶體是高性能閃爍材料發展前沿,摻鈰硅酸镥單晶作為稀土閃爍晶體重要細分,具有快衰減時間、高光輸出、能量分辨率高、高密度、高光產額等特點,由其制成的γ射線探測器廣泛應用在核醫學成像、高能物理等領域。隨著生長技術突破、PET-CT裝機量增長,摻鈰硅酸镥單晶市場空間將進一步擴大。
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