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暗物質的存在已被大量天文觀測數據所證實，但卻從未被直接探測到，揭開暗物質之謎有望是繼相對論及量子力學之後的又一次重大科學突破。暗物質探測國際競爭異常激烈，為了搶佔最佳時間窗口和保持優勢，於2015 年底發射了暗物質粒子探測衛星，該衛星是人類在軌觀測能段範圍最寬和能量分辨最優的空間探測器，其關鍵探測指標達國際領先水平。該衛星上採用了308 根尺寸為25×25×600mm3鍺酸鉍閃爍晶體作為核心探測部件，這些大尺寸晶體是與高能宇宙線和暗物質可能湮沒產物作用的直接媒介。本文將介紹這些大尺寸鍺酸鉍晶體的研製過程及其在暗物質探測衛星上的應用情況。1. 閃爍效應和無機閃爍晶體閃爍體是一類具有閃爍效應的發光材料，其作用是將入射高能粒子或射線的能量轉換為熒光脈衝輸出信號, 而後通過光電轉換器件，如光電倍增管（PMT）、硅光電倍增管（SiPM）或光電二極體（PD）等，將熒光脈衝信號轉換電脈衝信號, 電脈衝信號通過讀出電子學系統進行讀取，從而獲取入射粒子或射線的能量、劑量和方向等信息。高能射線和粒子對人眼是不可見的，可以說閃爍體是人們觀測高能射線和粒子的「 眼睛」。根據化學組成的不同，可將閃爍體分為有機閃爍體和無機閃爍體。無機閃爍晶體是單晶態的閃爍體，它們一般具有密度大、有效原子序數高、射線/ 粒子俘獲能力強、能量解析度好、對自身發光透光性能好、抗輻照能力強、性能穩定等優點，是目前應用最廣泛的一類閃爍體。2. 鍺酸鉍閃爍晶體及其研究進展312，BGO）晶體是一種具有立方結構、無色透明的人工合成晶體，該晶體是一種多功能光學晶體材料，具有電光、磁光和閃爍等多種物理效應，並可用作激光介質。1973 年，韋伯(M. Weber)和蒙尚(R. Monchamp) 率先發現BGO 晶體的閃爍效應，該晶體在高能射線或粒子作用下會發出峰值位於480nm 的閃爍光。BGO 晶體的密度為7.13g/cm3，有效原子序數為75.2，對γ 射線具有極高的探測效率，非常適合需要高γ 射線探測效率的應用，如石油測井和地質勘探等領域；BGO 晶體的峰/ 康比大、反散射峰和逃逸峰小，是非常優異的反康普頓屏蔽材料；BGO 的輻射長度僅為1.12cm，莫里哀半徑為2.24cm，僅次於PbWO44，非常適於製作結構緊湊的探測器或探測部件，提高空間解析度和節約設備投資；BGO 晶體屬於自激活發光的閃爍晶體，不存在激活離子不均勻導致的解析度惡化問題，其在高能段的能量分辨性能好，可精確測定高能粒子或射線的能量；另外，BGO 晶體無餘輝，無解離面，莫氏硬度和化學性能穩定等優點，加工、維護和使用方便。綜上所述，BGO 晶體是一種綜合性能優異的無機閃爍晶體。BGO 晶體的最常用的兩種生長方法是提拉法和坩堝下降法，這兩種方法均為熔體生長法。提拉法：提拉法又稱丘克拉斯基法（Czochralski Method）或引上法，該晶體生長方法是丘克拉斯基(J. Czochralski) 於1917 年發明的，其基本原理如圖1（a）所示。提拉法的基本過程：將生長所需的高純原料放在坩堝中加熱熔化，待原料充分熔融后，先將籽晶在熔體表面部分熔融，然後按照一定速率旋轉並提拉籽晶，使籽晶和熔體在固液界面上進行原子或分子的重新排列，熔體逐漸凝固而生長出單晶體。圖1 提拉法（a）和坩堝下降法（b）晶體生長基本原理示意圖坩堝下降法：又稱布里基曼法（Bridgman method），該方法是由布里基曼(P. Bridgman) 發明，而後經過斯托克巴傑(D. Stockbarger) 改進，其基本原理如圖1（b）所示。坩堝下降法的基本過程：將高純生長原料裝入坩堝中，將坩堝中原料加熱熔融后緩慢下降通過具有一定溫度梯度的生長爐，當熔體下降到結晶點后開始結晶，晶體隨坩堝的下降而逐漸長大。多坩堝下降法：20 世紀80 年代初，西歐核子研究中心大型正負電子對撞機L3 實驗需要12000 余根240mm 長的BGO 晶體作為量能器閃爍探測材料，在多年晶體生長的科學認識和實踐基礎上，科學院上海硅酸鹽研究所的科研人員改進了傳統的坩堝下降生長爐及生長技術，發明了多坩堝下降生長技術，並於1982 年取得大尺寸BGO 晶體多坩堝下降法製備技術的突破。常規坩堝下降爐一般為圓柱形，結構如圖1（b）所示，溫度場呈嚴格中心軸對稱分佈。而該所發明的多坩堝下降爐為長方體結構，其結構示意圖如2 所示，其中(a) 為正視圖，(b) 為側視圖；數十隻裝有原料和籽晶的坩堝沿X 軸直線排布，發熱體則位於坩堝的兩側。經過該所改進的多坩堝下降法具有顯著的優勢，具有設備簡單、操作簡便、單爐產率高、生長成本低和易於批量化等突出優點。該所包攬了整個L3 實驗所需的12000 余根大尺寸BGO 晶體訂單，奠定了該所乃至無機閃爍晶體的國際地位，取得了顯著的經濟和社會效益。圖2 多坩堝下降法晶體生長爐結構示意圖（(a) 為正視圖，(b) 為側視圖））核醫學成像用高質量BGO 晶體的研製：20 世紀末期，隨著經濟和社會的發展，自身健康日益成為人們關注的焦點，正電子斷層掃描儀（Positron emission tomography，PET）作為一種高端醫學影像設備開始了大規模應用，BGO 晶體是成為首選的PET探測器材料之一，用於探測正負電子湮沒后發出的一對能量為511keV 的γ 射線。雖然高能物理應用（如L3）和核醫學成像應用（如PET 等）均屬於輻射探測應用，但二者對晶體內在質量和性能的要求存在顯著的差異。首先，高能物理應用是通過BGO 晶體探測數百MeV 到GeV 的超高能量的粒子或射線，這些粒子或射線產生的光脈衝信號極強，而核醫學成像應用是通過BGO 晶體探測低能γ射線（如511keV），這些低能γ 射線產生的光脈衝信號極其微弱，晶體的散射、著色會直接影響光脈衝信號的幅度。其次，對於高能物理應用而言，即使晶體內部存在許多肉眼可見的散射顆粒、著色甚至雙晶等也可以使用，而核醫學成像應用則需要利用γ 射線進行成像，晶體內部的微觀和宏觀缺陷產生的光散射、光吸收及輻照損傷會對成像的質量產生嚴重影響；再有，高能物理應用可以根據需要一定程度地增加粒子或射線的劑量，而核醫學成像應用是面向主要是人或動物等活體，必須儘可能降低γ 射線的劑量，要求晶體解析度高、光散射小和光吸收小以提高計數率。最後，單台設備使用數十隻晶體元件組成一個探測模塊，總共需採用1 萬多隻晶體元件，這要求晶體的質量和性能有很好的一致性。如上文所言，核醫學成像應用對BGO 晶體的質量、性能及一致性提出了更高的要求，上海硅酸鹽研究所採用多坩堝下降法製備的BGO 晶體在高能物理領域應用取得了巨大的成功，但在核醫學成像領域應用卻碰到了極大的障礙，甚至被認為根本無法用於核醫學成像領域。1998 年以來，新組建的BGO 晶體科研團隊在繼承原有設備的基礎上，從原料控制、晶體生長設備改進、生長工藝優化等多方面入手，對原有的生長設備、生長工藝和管理機制進行了全面革新，使得晶體的尺寸、質量和性能得到了質的提高。科研團隊突破了核醫學成像用大尺寸、高質量BGO 晶體的製備技術瓶頸，實現了毛坯、元件和器件的低成本和規模化製備，該所逐漸成為全球PET 用BGO 晶體元器件的最大供應商，佔據了全球BGO 晶體核醫學成像應用的主要市場份額。在此基礎上，新的BGO晶體科研團隊實現了Φ3~4 英寸截面、75×110mm2截面、300~400mm 超長晶體的技術突破、批量化，並研製出多種高性能BGO 晶體輻射探測器，技術能力和產品競爭力得到極大的提升。3. 暗物質、暗物質探測及暗物質探測衛星暗物質及其發現：1933 年，瑞士天文學家茲威基（F. Zwicky）根據后髮座（Coma）星系團的研究，猜想該星系團中存在不發光但存在引力的物質，並把這類物質稱作暗物質，但該概念並未得到科學界的廣泛認可。直到20 世紀70 年代，美國天文學家魯賓(V. Rubin) 通過旋渦星系的旋轉曲線，第一次基於觀測證據提出了暗物質的存在。此後，引力透鏡和宇宙微波背景輻射等許多觀測結果均證實了暗物質的存在，暗物質的概念已得到科學界的廣泛認可。暗物質的含量遠超過我們已知的普通物質，根據2015 年普朗克衛星（Planck）宇宙學參數的觀測數據，宇宙總質能（Mass-energy）包含4.92% 的普通物質即重子物質，26.47% 的暗物質，以及68.44% 的暗能量，暗物質構成宇宙全部物質組成的84.33%。儘管暗物質的存在已被眾多科學觀測證據所證實，但至今仍未被人類直接探測到，人類尚不清楚其是否參與其他類型的相互作用，甚至連暗物質粒子的質量也無法確定；近乎完美的粒子物理標準模型中並不存在暗物質粒子，暗物質的研究對於人類認識物質的基本組成和相互作用具有至關重要的作用。暗物質候選者WIMPs 及其探測：在理論物理學家所建立的多種暗物質模型中，最受歡迎的模型是「 大質量弱相互作用粒子（Weakly interacting massive particles，WIMP）」。理論上， 這些WIMPs 會以極小的概率發生衰變或它們之間發生湮沒，從而產生可以探測到的正電子、負電子、反質子以及光子等普通物質粒子，通過高靈敏的探測器及長時間的觀測才能實現暗物質粒子的實驗研究。為了研究WIMPs 的物理屬性，首先需要對其進行有效地探測，全球多個科學團隊設計了三種類型的探測實驗，即直接探測、間接探測和對撞機探測，籍此了解除引力之外的暗物質物理屬性。這三類暗物質探測方案各有優點，互為補充。其中，間接探測是在地面或外太空搜尋WIMPs 衰變或湮沒的產物間接尋找暗物質存在的證據，通過高靈敏的探測器探測暗物質粒子衰變或者湮沒產生的末態粒子，從而間接探測暗物質。暗物質粒子探測衛星：在該暗物質的間接探測方面，以中科院紫金山天文台常進研究員為首的暗物質探測科研團隊有比較優勢。1998 年起，常進研究員等與美國、德國、俄羅斯等有關單位開展合作，利用美國科學家主導的Advanced Thin Ionization Calorimeter（ATIC）裝置實驗觀測高能電子，研究發現電子能譜在300~800 GeV能量區間，與理論結果相比有一個很強的超出，觀測結果與暗物質理論預言的Kaluza-Klein 粒子模型（質量620 Ge V）吻合得很好，但還需要更精確的測量結果來證實。以ATIC 實驗中的經驗積累和實驗成果為基礎，由科學院紫金山天文台牽頭，聯合科學技術大學、科學院近代物理研究所和高能物理研究所等多家單位，提出了的暗物質粒子探測衛星（DArk Matter Particle Explorer, DAMPE）計劃。暗物質粒子探測衛星 「 悟空」，主要探測電子宇宙射線、高能γ 射線和高達PeV 的各類核素宇宙射線，聚焦於5GeV 和10TeV 的正負電子和伽馬射線能譜，以實現中能端（1GeV ～ 100GeV）與其他實驗進行對比和驗證，並在高能段（100GeV ～ 10TeV）提供更高精度的能量測量和本底區分。該衛星於2015 年12月17 日發射升空，是首顆空間科學衛星，其能量解析度、探測能量範圍和本底抑制能力等探測指標達國際領先水平，打開了觀察世界的新窗口。4. 大尺寸BGO 晶體在暗物質探測衛星的應用暗物質探測衛星的探測器由四部分組成，分別是塑料閃爍體陣列探測器、硅陣列探測器、BGO 量能器和中子探測器。其中，BGO 量能器是DAMPE 最為核心的組成部分，該量能器為為全吸收型電磁量能器，其功能是精密測量入射粒子尤其是高能電子和伽馬射線的能量，獲取高能粒子或者射線簇射的能量、位置及形狀等信息，實現對高能粒子或射線的能量測量和粒子甄別，並為整個探測器提供觸發信號。BGO 量能器採用上海硅酸鹽研究所研製的308根尺寸為25×25×600mm3的 BGO 晶體作為探測元件，600mm 長BGO 晶體的兩個25×25mm2端面分別耦合兩隻日本濱松光子公司生產的PMT（R5610A）形成一個最小探測模塊，308 個最小探測模塊以單層22 只、共14 層、相鄰兩層相互垂直交錯排列方式形成三維探測陣列。圖3 中給出了DAMPE 有效載荷結構（a）、600mm 長晶體排布（b）和最小探測模塊（c）的示意圖。在DAMPE 中，這些大尺寸BGO 晶體是與高能宇宙線和暗物質可能湮沒產物作用的直接媒介，其總重占衛星有效載荷質量近59%，是DAMPE 質量上的「 重心」、結構上的「 中心」 和科學目標實現上的「 核心」 探測部件，是 「 悟空」 號 「 火眼金睛」 的超級「 視網膜」。圖3 DAMPE 有效載荷結構（a），600mm 長晶體排布（b）和最小探測模塊結構（c）的示意圖在DAMPE 項目預研和BGO 量能器1/6 原型樣機的設計中，由於無法獲得600mm 長BGO 晶體，項目組被迫採用基於576 只BGO 晶體（25×25×300mm3）的量能器設計，在該設計中300mm 長BGO 晶體的排布如圖3（a）所示。根據初始設計方案，300mm 長的BGO 晶體只有一端耦合光電倍增管形成單個最小探測模塊進行光信號讀出，安裝時需先將 24 個探測模塊排成一列形成一個組合，然後將兩列共48 個最小探測模塊拼成一個完整平面，如圖4（b）所示。300mm 長BGO 晶體的1 端面耦合PMT 構成最小探測模塊，其結構如圖4（c）所示，將兩個最小探測模塊的非PMT 耦合面相對放置形成600mm 長的有效探測長度。圖4 量能器初始設計中BGO 晶體排布（a）、單層探測模塊組合（b）及最小探測模塊（c）示意圖我們知道，空間應用對衛星載荷尺寸、質量和功耗和均有嚴格限制，要求供電、信號讀出和分析模塊滿足高度集成化、高可靠性和低功耗的苛刻要求。例如，在DAMPE 上，每個PMT 高壓模塊要給多隻PMT 供電，這對高壓模塊的穩定性和可靠性均提出了艱巨的考驗，任何一個高壓供電模塊出現異常將導致多組PMT 完全失效，BGO 量能器也將面臨完全失效的風險。而如果採用600mm 的BGO 晶體，可採用雙端面各耦合1 只PMT 的新穎設計，該設計可以在不增加系統複雜程度情況下，使得高壓供電模塊失效的風險直接降低為原來的1/4 或更低。DAMPE 基於600mm 長BGO 晶體的量能器設計使得雙端讀出、互為備份的電子學讀出成為可能，大幅度地提升系統穩定性和可靠性，並顯著地降低數據處理複雜程度，且可採用雙端加和的數據處理方式，增加探測數據的利用率。5. 大尺寸BGO 晶體的研製在上海硅酸鹽研究所的研究前，僅俄羅斯無機化學研究所報道採用提拉法生長長度達450 mm 的不規則毛坯BGO 晶體，但因提拉爐單根/ 爐、晶體形狀不規則及機械行程受限等特點，該方法無法在短期內實現600mm 凈長晶體的低成本、高效和批量化製備；國內外均無坩堝下降法生長大於400mm 長晶體的先例，僅上海硅酸鹽研究所能生長400mm 長毛坯晶體，且已有裝置和方法不能生長凈長600mm 晶體，更無法實現批量化生長。600mm 長BGO 晶體的製備存在艱巨的挑戰，主要有以下方面：（1）超長生長周期引起的坩堝熔蝕、漏料；（2）生長爐爐腔高度和機械行程限制了晶體的長度增加；（3）超長晶體自身散熱增大、固- 液界面失衡和加熱體功耗激增；（4）超長生長周期面臨的外界環境挑戰；（5）配套超大尺寸鉑金坩堝和陶瓷引下管製作；（6）超長晶體高精度加工設備缺乏；（7）超長晶體的性能測試平台特殊搭建；（8）影響超長BGO 晶體光輸出和光響應均勻性的因素尚不清楚。根據DAMPE 的迫切需要，上海硅酸鹽研究所BGO 晶體科研團隊開展了大尺寸BGO 晶體研製和應用研究，在科學認識、生長裝置和生長方法均取得了很好的研究成果。超長晶體多坩堝下降法生長裝置及生長技術對於坩堝下降法而言，晶體生長過程是熱量的動態平衡過程，隨著晶體長度的增加，晶體和引下機構散失熱量也在增加（見圖5(a)），使得生長驅動力增大，造成固- 液界面推移速度即生長速度Vreal(t)增大，大於機械下降速度Vmech(t)，即存在所謂的「 生長加速效應」，造成固- 液界面向上推移，甚至進入高溫區。「 生長加速效應」 的存在會對固- 液界面形狀及穩定性產生不利影響，使晶體中產生包裹體和氣泡等宏觀缺陷，惡化晶體光學性能，引起晶體失透和開裂。科研人員通過大量的溫場模擬和生長實驗，由於常規下降爐爐體結構和溫度的限制，晶體長度的顯著增加會使得Vreal(t)遠大於Vmech(t)，研製能動態控制晶體和引下機構散熱的裝置是超長晶體製備最為關鍵的技術突破口。研究人員在常規下降法設備上增設輔助加溫系統，構建起獨特的四溫區溫場，發明了適合500~1000mm 長 BGO 晶體生長的多坩堝下降裝置（圖5（b）和（c））。通過爐體系統和輔助加熱系統的協同控制，實現生長過程中溫度場的動態調控；通過等比例調節高溫區和輔助加熱區高度，實現不同長度晶體生長。圖5（d）為該裝置的實際生長測溫曲線，上部和下部熱電偶數值在梯度區和高溫區有很好的重合性，能為晶體生長提供一個動態平衡溫場，使固- 液界面始終穩定於梯度區，有效地抑制晶體「 生長加速效應」。該多坩堝下降法生長設備具有結構簡單、操作便捷、適用性強和成本低的突出優點，單爐可生長多達22根超長BGO 晶體。圖5 下降法晶體生長中的熱量平衡過程示意圖（a）、帶輔助加熱系統的多坩堝下降法生長裝置的結構示意圖（b- 橫剖面, c- 俯視圖）及該裝置的實際生長測溫曲線（d）對於超長大尺寸晶體生長而言，最為關鍵是要控制固- 液界面平衡和抑制鉑金坩堝腐蝕。固- 液界面平衡控制：採用爐體主、輔加熱系統的聯動，主加熱系統提供熱量使得原料在高溫區熔化，穩定爐體中上部溫度，輔加熱系統維持底部溫度，不斷補充晶體、保溫材料、鉑金坩堝及支撐坩堝動態帶走的熱量，結合分時、分段的動態溫度調控工藝，使固- 液界面始終維持在梯度區，根本上減少機械下降速率與固- 液界面推移速率差異，使生長過程處於嚴格受控狀態，實現晶體毛坯原位退火，避免晶體的應力開裂現象。抑制鉑金坩堝腐蝕：在坩堝下降法生長過程中，鉑金坩堝是盛放BGO 高溫熔體的直接容器，BGO 高溫熔體對鉑金坩堝有較強的侵蝕性，周期越長則坩堝蝕穿幾率越大，嚴重時將導致生長失敗和爐體受損。避免坩堝蝕穿的常規方法是增加坩堝層數和厚度，但為得到凈尺寸600mm 長的晶體，毛坯長度至少為620~650mm，按照常規BGO 晶體的生長速度（0.4~0.6mm/h），整個晶體生長過程需要持續2~3 個月，單純增加坩堝層數和厚度並不能顯著地消除蝕穿現象，卻會顯著地增加鉑金損耗，會大大增加晶體生長的成本。研究人員採用「 二次結晶」 和「 提速生長」 法，大大減少了鉑金坩堝在晶體生長過程中的腐蝕，生長時的坩堝蝕穿現象得到顯著地抑制，晶體生長成品率達90% 以上，晶體毛坯最長945mm。寬板狀晶體坩堝下降法生長裝置及方法獲取寬板狀晶體的常規方法是提高晶體直徑，如從3 英寸提高至4~5 英寸，但受制於爐膛直徑和晶體導熱係數的限制，提拉法生長 BGO 晶體的最大直徑僅為150mm，且外形極不規則，取材率極低。常規下降法生長裝置無法提供超寬均勻溫度區，項目開展前尚無寬度400mm 以上寬板狀BGO 晶體的先例。基於此，研究人員將下降爐梯度區的隔熱磚由 「 工」 形變成「L」 形，極大地拓展了有效爐膛寬度，保證同一水平線上不同位置有較小溫差。當生長晶體尺寸變化時，可通過導軌移動爐腔調節爐膛寬度，通過調節爐帽高度來調節爐膛高度，使橫向和縱向空間能滿足不同截面晶體生長。圖6 中給出了寬板狀坩堝下降爐結構示意圖（a）和600mm 凈長晶體加工（b）示意圖，該裝置大大地縮短了生長周期，降低了超大截面晶體的製備難度，生長出的單根寬板狀晶體可加工出多根600mm 長晶體，具有設備簡單、操作簡便和尺寸形狀可定製等諸多優點。圖6 寬板狀坩堝下降爐結構示意圖（a）及600mm 凈長晶體加工示意圖（b）利用寬板狀晶體下降法生長設備，科研人員創新性地採用超長晶體橫向放置作為籽晶進行「 接種」 生長的「 橫向籽晶接種法」，籽晶的最長邊與寬板狀晶體的寬度一致。「 橫向籽晶接種法」 大大縮短了晶體生長周期，可避免常規小端面籽晶徑向生長的超長周期相關的坩堝腐蝕、電力、機械、震動等不可控因素對晶體的影響。通過溫度場和工藝制度的系統優化，實現了寬板狀BGO 晶體的低成本和高效率製備。圖7 是採用該方法製備的寬板狀BGO 晶體，截面積為610×280mm2，這是世界上已知單體截面積最大的BGO 閃爍晶體。圖7 坩堝下降法製備出的世界上已知單體截面積最大（610×280mm2綜合利用上述的裝置和方法，上海硅酸鹽研究所的科研團隊在世界上率先突破超長和寬板狀BGO 晶體的坩堝下降法製備技術，實現了超長BGO 晶體的低成本和高效量產製備；超長晶體的單爐產能達22 根，生長成品率可達90% 以上，共為DAMPE 初樣和正樣研製提供650 根600mm 長BGO 晶體，圖8 為量產的600mm 凈長BGO 晶體。表1 中給出了國內外開展大尺寸BGO晶體研製的主要機構/ 公司的生長技術比較。就已公開的文獻和資料看，上海硅酸鹽研究所研製出BGO晶體的長度（達945mm）和截面積（610×280mm2）均處於世界領先地位，發明的晶體生長設備和方法具有產能高、成本低、形狀規則且可定製及取材率高等突出優點，生長裝置和方法的技術優勢明顯。圖8 量產的DAMPE 用600mm 長BGO 晶體表1 全球主要BGO 晶體研製機構/ 公司生長技術比較6. 總結與展望暗物質探測衛星對大尺寸BGO 晶體的迫切需求是600mm 長BGO 晶體研製的直接推動力，科研團隊在對晶體生長過程科學認識的基礎上，通過對生長裝置和方法的再創新，突破了超長和寬板狀BGO 晶體的關鍵製備技術，創造了BGO 閃爍晶體長度和單體面積的世界紀錄，實現了大尺寸BGO 晶體的低成本、高效、快速和量產，鞏固並提升了在BGO 晶體乃至閃爍晶體技術領域的國際領先地位。600mm 長大尺寸BGO 閃爍晶體在DAMPE 上獲得成功應用，為提高暗物質探測水平和搶佔空間暗物質探測的國際領先地位提供了至關重要的保障，取得了良好的經濟和社會效益。超長尺寸、超大截面BGO 晶體的研製取得的認識為其他超長、寬板狀功能晶體材料的製備奠定了研究基礎或具有重要的技術啟示作用，發展的高效製備技術可以進一步拓展用於常規生長工藝難以獲取的異形和大尺寸晶體。目前，科研人員仍在對製備科學和技術進一步深入研究，開展更長尺寸、更大截面、更高質量和更高效率的BGO 晶體製備科學和技術的探索性研究。本文選自《現代物理知識》2016年第6期十大熱門文章1. 空氣清新心思靜，擬就新圖拉晶晶——紀念我們的父親吳乾章先生