中文摘要：

铈或镨掺杂铝酸镥石榴石相晶体（LuAG）是一类目前最具有应用前景的闪烁晶体，它们具有高光输出、高密度、快衰减、不潮解等优点，有望在核医学成像、安全检查及高能物理领域获得广泛的应用。但这类单晶的缺陷控制难题是制约其应用发展的核心问题，而如何有效控制点缺陷并提高其闪烁性能是本项目的研究目标。本项目拟以第一性原理计算为基础，从晶体热力学入手，分析由非化学计量比生长所引起的缺陷补偿效应，并指导组分设计；在确保闪烁性能的前提下，通过选取合适的替代离子进行二次组分设计，开展"带隙工程"并调控发光离子的能级位置；通过晶体生长和后处理工艺优化，制备得到高性能LuAG:Ce(Pr)闪烁单晶；进而深入开展晶体温度依赖特性、抗辐照损伤效应和光产额非正比性研究。本项目的研究结果将有助于阐明材料组分、电子结构与缺陷控制之间的关系，丰富和发展光功能晶体结构设计理论，直接推动LuAG:Ce(Pr)晶体的缺陷控制。