块体探测器材料工程的组合方法：基于多元素掺杂/共掺杂策略的NaI性能快速优化

历史上，掺杂块体材料的发现和优化主要通过爱迪生式方法发展。尽管取得了成功，并且对探测器材料物理的基本理解不断进步，但该过程受其固有的缓慢步伐和低成功率的限制。这种低通量很大程度上归因于需要充分考虑的庞大组合空间，以完全理解复杂的材料/性能关系。在此，我们提出一种组合方法，通过同步的外源掺杂/共掺杂策略，可快速优化掺杂块体闪烁体材料的性能。该概念利用实验设计、快速生长与评估技术以及多变量回归分析，已成功应用于NaI性能的工程化——NaI是一种历史悠久但在闪烁检测中表现平庸的材料。利用该方法，我们确定了显著改善材料性能的三元素掺杂/共掺杂策略。该组分是通过同时在碱土金属族中筛选有益的共掺杂离子，并优化其浓度以及Tl+和Eu2+离子的浓度而发现的。性能最佳的组分确定为0.1% mol Tl+、0.1% mol Eu2+和0.2% mol Ca2+。该配方在662 keV处能量分辨率和光输出分别得到提升，从6.3%到4.9%，以及从44,000到52,000 ph/MeV。除改善NaI性能外，该方法还为快速揭示材料组成与性能之间复杂而隐蔽的关联提供了一个通用框架，并应广泛适用于其他材料性能的优化。