鍺酸鉍BGO技術壁壘高 中科院上矽所是領先生產商
鍺酸鉍,簡稱BGO,是氧化鉍、氧化鍺(Bi2O3-GeO2)系化合物的總稱,由於研究最為深入、應用最為廣泛,通常情況下,鍺酸鉍(BGO)特指Bi4Ge3O12。BGO是新一代閃爍晶體,是一種立方結構的無色透明氧化物晶體,綜合性能優異。BGO是以高純鍺單晶為原料製備而成,技術含量高,主要應用在高能粒子探測儀器、高能射線探測儀器領域。
BGO在高能粒子、高能射線激發下,可發出峰值為480nm波長的藍綠色熒光,具有閃爍效率高、能量解析度優、阻擋高能射線能力強、不潮解等特點。透過熒光的強度與位置,可以計算出粒子、射線的能量與位置,因此BGO可用在探測儀器方面,可以廣泛應用到粒子物理、空間物理、高能物理等研究領域,γ射線探測器是其代表性產品之一。
BGO可以應用在正負電子對撞機的電磁量能器領域,正負電子對撞機可人工模擬宇宙爆炸溫度,進而探索宇宙最小基本結構、宇宙形成,在探測產生的粒子時,需要效能優異的BGO材料。2015年12月,我國首顆暗物質粒子探測衛星“悟空”號成功發射升空,這是全球觀測能段範圍最寬、能量解析度最優的暗物質粒子探測衛星,其研製過程中使用了初樣和正樣共計640根600mm長的BGO。
我國於20世紀80年代初自主研製出BGO。在國外,BGO生長採用提拉法,此法生產長度較長BGO時難度大且經濟性差。中國科學院上海矽酸鹽研究所採用坩堝下降法進行生長,成功製備出大尺寸BGO,並且實現工業化生產。2011年,中科院上矽所成功製備出長度達到600mm的BGO,是當時國際公開報道的最長BGO單晶。
根據新思界產業研究中心釋出的《2022-2026年鍺酸鉍(BGO)行業深度市場調研及投資策略建議報告》顯示,BGO的效能引數主要體現在能量解析度、光透過率、光輸出均勻性等方面,我國自主生產的BGO質量優良,與國外企業相比,關鍵技術指標處於領先地位,可以廣泛應用在γ射線、X射線、正電子、帶電粒子等探測方面,因此國產BGO在國內外市場中得到大量應用。
新思界行業分析人士表示,我國BGO製備技術處於全球領先地位,產品除供應國內市場需求外,還出口到海外市場,在海外科學實驗領域具有強競爭力。BGO生產技術壁壘高,中國科學院上海矽酸鹽研究所是國內外BGO領先生產商,若不具備強大的研發、資金、人才、技術等實力,國內企業進入行業佈局難度大。