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无机闪烁晶体是一种能将高能光子(X/γ射线)或粒子(质子，电子等)的能量转换成易于探测的紫外/可见光子的晶态能量转换体。在高能物理与核物理、医疗、安检、工业等领域有着广泛的应用。特别是近年来，随着科学技术的发展对闪烁材料的性能提出了更高的要求，尤其是具有高光输出快衰减的硅酸盐闪烁晶体成为人们研究的热点。
稀土铈离子(Ce)掺杂的Gd2SiO5晶体(Ce：GSO)就是一种性能优良的具有代表性的新型高温闪烁晶体，该晶体具有高光输出(8000Ph/MeV)、快时间衰减(60ns)、大有效原子序数(Z=59)和高密度(ρ=6.71g/em3)等特征，同时与其他闪烁晶体相比，Ce：GSO晶体有两个显著的特点就是在高温下光输出仍很稳定，抗辐照能力强也是目前已知晶体中最好的。
该论文主要以Ce：GSO和Ce：GYSO高温闪烁晶体为研究对象，从以下几个方面展开工作：
第一，Ce：GSO晶体生长。改进和完善了提拉法生长Ce：GSO晶体的工艺流程，通过下种，缩颈，放肩，等径和收尾等工序完成晶体生长，直径采用电子称控制，提拉速率为（1-5）mm/h，晶体转速10-40r/min；剖析了Ce：GSO晶体的开裂原因，通过温场调节和工艺控制，成功解决了GSO晶体的开裂问题，现在能生长出Φ70mm的优质透明不开裂的Ce：GSO晶体，其成品率显著提高。
第二，铈离子在GSO晶体中的分布特征。利用ICP-AES和傅立叶红外等技术系统研究了Ce：GSO高温闪烁晶体中Ce的分凝系数和浓度分布特征。在0.1mol％-0.8mol％浓度范围内，Ce离子的分凝系数为0.58-0.78，熔体中Ce浓度越大，分凝系数越小；在轴向上，Ce浓度从晶体头部到尾部逐渐增大；在径向上，Ce浓度分布比较均匀。
第三，Ce：GSO晶体的光谱和闪烁性能。室温下Ce：GSO晶体吸收谱显示：在（200-600）nm波段Ce和Gd吸收峰共有9个，且随Ce浓度增加，Ce的吸收峰增强，Gd的吸收峰相对较弱；Ce：GSO晶体光致荧光主峰位为436nm，能与PMT有效匹配；Ce：GSO晶体光致荧光有浓度猝灭效应，在0.1mol％-0.8mol％范围内，因同核能量传递，造成Ce浓度越高，光致发光效率越低；XEL发射光谱显示：其XEL发射峰位未变，仍为436nm；Ce：GSO晶体空气退火和氢气退火不同程度的提高XEL强度，前者可以解释为氧空位的减少，后者可归因于Ce3+的增多；0.1mol％-0.8mol％范围内，未退火的Ce：GSO晶体的光输出为2000Pe/MeV，超过日本Hitachi的标准样品(1500Pe/MeV)，考虑退火因素，该文认为经过退火处理的Ce：GSO晶体光输出将会更强，这还需进一步的实验验证。
第四，Ce：GYSO晶体的生长和光谱性能。首次系统研究了Ce：GYSO晶体的生长和光学性能，发现Y元素的引入一定程度上克服了GSO晶体的解理开裂问题。XRD和ICP数据分析显示，当Y组分小于等于20mol％时，GYSO晶体和GSO晶体的物相、晶胞参数及Ce离子的分凝特征基本一致。5mol％-20mol％浓度范围内，Ce：GYSO晶体可见光(＞400nm)透过率提高6％，其光致荧光积分强度较Ce：GSO晶体提高100％，这表明Ce：GYSO晶体将可能比Ce：GSO闪烁晶体有更优良的闪烁性能，这有待进一步的实验和研究。