journal article·2025-03-11Open access

Guidelines for the Selection of Scintillators for Indirect Photon-Counting X-ray Detectors

J. Jasper van Blaaderen, Casper van Aarle, David Leibold, Pieter Dorenbos, Dennis R. Schaart

Chemistry of Materials· Volume 37· Issue 5

Abstract

-doped materials, near band gap exciton emitters, plastics, and core-valence materials. Possible shortcomings of each of these groups, e.g., suboptimal emission wavelength, nonproportionality, and density, are discussed. Additionally, the engineering approach of quenching the scintillator emission, resulting in a targeted shortening of the decay time, and the possibility of codoping are explored. When selecting and/or engineering a material, it is important to consider not only the characteristics of the scintillator but also relevant SiPM properties, such as recharge time and photodetection efficiency.
Source: openalex_inverted_index · Quality: baseline

Research context

OpenAlex topics: Advanced X-ray and CT Imaging · Radiation Detection and Scintillator Technologies · Medical Imaging Techniques and Applications

SciVX discovery tags are terminology-based. OpenAlex topics are source-provided classifications.

Affiliations

Delft University of Technology, Faculty of Applied Sciences, Department of Radiation Science and Technology, Mekelweg 15, 2629 JB Delft, The Netherlands

Holland Proton Therapy Center, Huismansingel 4, 2629 JH Delft, The Netherlands

Funding

Stichting voor de Technische Wetenschappen · HORIZON EUROPE Health · Varian Medical Systems · Siemens Healthineers

References (100+)

Show source-provided references
1. 10.1016/j.ejmp.2020.10.03010.1016/j.ejmp.2020.10.030 ↗
2. 10.1038/s41598-018-38188-w10.1038/s41598-018-38188-w ↗
3. 10.1118/1.495400810.1118/1.4954008 ↗
4. 10.1088/1361-6560/abc5a510.1088/1361-6560/abc5a5 ↗
5. 10.1118/1.482037110.1118/1.4820371 ↗
6. 10.1148/radiol.201817265610.1148/radiol.2018172656 ↗
7. 10.1148/rg.201918011510.1148/rg.2019180115 ↗
8. 10.1109/TRPMS.2020.302021210.1109/TRPMS.2020.3020212 ↗
9. Kappler, S., Henning, A., Kreisler, B., Schoeck, F., Stierstorfer, K., Flohr, T. Photon counting CT at elevated X-ray tube currents: contrast stability, image noise and multi-energy performance. Proceedings Volume 9033, Medical Imaging 2014: Physics of Medical Imaging, 90331C, 10.1117/12.2043511.10.1117/12.2043511 ↗
10. 10.1016/j.nima.2017.05.01010.1016/j.nima.2017.05.010 ↗
11. 10.1117/1.JMI.6.4.04350210.1117/1.JMI.6.4.043502 ↗
12. 10.3348/kjr.2022.037710.3348/kjr.2022.0377 ↗
13. 10.1016/j.nima.2010.11.14910.1016/j.nima.2010.11.149 ↗
14. 10.1002/mp.1743610.1002/mp.17436 ↗
15. 10.1088/0022-3727/59/22/670910.1088/0022-3727/59/22/6709 ↗
16. 10.1088/0031-9155/47/8/20110.1088/0031-9155/47/8/201 ↗
17. 10.1016/S0168-9002(03)01542-010.1016/S0168-9002(03)01542-0 ↗
18. 10.1016/j.nanoen.2020.10543710.1016/j.nanoen.2020.105437 ↗
19. 10.1016/j.nima.2015.08.04110.1016/j.nima.2015.08.041 ↗
20. 10.1149/2.0131601jss10.1149/2.0131601jss ↗
21. 10.1117/12.206579510.1117/12.2065795 ↗
22. 10.4233/uuid:370aa87c-3055-4b2d-9e9e-ca74f2fab2e410.4233/uuid:370aa87c-3055-4b2d-9e9e-ca74f2fab2e4 ↗
23. 10.1002/mp.1488610.1002/mp.14886 ↗
24. 10.1117/12.264651910.1117/12.2646519 ↗
25. van der Sar, S. J.; Brunner, S.; Schaart, D. X-ray photon-counting using silicon photomultiplier-based scintillation detectors at high X-ray tube currents. Proceedings Volume 12031, Medical Imaging 2022: Physics of Medical Imaging; 2022, 1203101; 10.1117/12.261136510.1117/12.2611365 ↗
26. 10.1063/1.481084810.1063/1.4810848 ↗
27. 10.1016/j.nima.2017.11.03110.1016/j.nima.2017.11.031 ↗
28. 10.1016/j.nima.2020.16461010.1016/j.nima.2020.164610 ↗
29. 10.1016/j.nima.2018.11.01810.1016/j.nima.2018.11.018 ↗
30. 10.1016/j.nima.2024.16933710.1016/j.nima.2024.169337 ↗
31. 10.1038/s44172-024-00313-110.1038/s44172-024-00313-1 ↗
32. 10.1109/TNS.2010.205304810.1109/TNS.2010.2053048 ↗
33. 10.1016/j.omx.2019.10002110.1016/j.omx.2019.100021 ↗
34. 10.1109/TNS.2009.203114010.1109/TNS.2009.2031140 ↗
35. 10.1109/23.48941510.1109/23.489415 ↗
36. 10.1016/S0168-9002(03)01030-110.1016/S0168-9002(03)01030-1 ↗
37. 10.1002/pssb.222187010210.1002/pssb.2221870102 ↗
38. 10.1063/1.343100910.1063/1.3431009 ↗
39. 10.1088/0953-8984/22/48/48540210.1088/0953-8984/22/48/485402 ↗
40. 10.1109/TNS.2010.204551110.1109/TNS.2010.2045511 ↗
41. 10.1016/j.radmeas.2009.10.01210.1016/j.radmeas.2009.10.012 ↗
42. 10.1109/TNS.2009.202262510.1109/TNS.2009.2022625 ↗
43. 10.1103/PhysRevB.87.12511710.1103/PhysRevB.87.125117 ↗
44. 10.1002/pssb.20100061010.1002/pssb.201000610 ↗
45. 10.1103/PhysRevApplied.7.01400710.1103/PhysRevApplied.7.014007 ↗
46. 10.1109/TEMC.2010.205262110.1109/TEMC.2010.2052621 ↗
47. 10.1109/TEMC.2004.83822810.1109/TEMC.2004.838228 ↗
48. Bos A. J. J. · 2007 · 64
49. 10.1063/1.480344010.1063/1.4803440 ↗
50. 10.1109/23.15965510.1109/23.159655 ↗
51. 10.1109/TNS.2007.91348610.1109/TNS.2007.913486 ↗
52. 10.1109/TNS.2008.92281910.1109/TNS.2008.922819 ↗
53. 10.1109/TNS.2004.82978110.1109/TNS.2004.829781 ↗
54. Data Sheet Luxium Solutions LYSO, Obtained February 2024, https://luxiumsolutions.com/radiation-detection-scintillators/crystal-scintillators/lysoscintillation-crystals.
55. 10.1088/1361-6560/abee5610.1088/1361-6560/abee56 ↗
56. 10.1016/j.nima.2014.09.02110.1016/j.nima.2014.09.021 ↗
57. 10.1016/j.nima.2013.02.04310.1016/j.nima.2013.02.043 ↗
58. 10.1016/j.nima.2013.10.03010.1016/j.nima.2013.10.030 ↗
59. 10.1063/1.288572810.1063/1.2885728 ↗
60. 10.1016/j.jcrysgro.2013.01.03510.1016/j.jcrysgro.2013.01.035 ↗
61. 10.1117/12.80629110.1117/12.806291 ↗
62. 10.1016/j.nima.2009.10.14610.1016/j.nima.2009.10.146 ↗
63. 10.1016/j.jlumin.2013.08.05810.1016/j.jlumin.2013.08.058 ↗
64. 10.1016/j.nima.2016.03.02710.1016/j.nima.2016.03.027 ↗
65. 10.1109/TNS.2009.203635210.1109/TNS.2009.2036352 ↗
66. 10.1002/pssr.20100443410.1002/pssr.201004434 ↗
67. 10.1016/j.jlumin.2014.11.03110.1016/j.jlumin.2014.11.031 ↗
68. 10.1016/j.nima.2013.02.02510.1016/j.nima.2013.02.025 ↗
69. 10.1016/j.jlumin.2019.02.03110.1016/j.jlumin.2019.02.031 ↗
70. 10.1016/j.jlumin.2023.12032910.1016/j.jlumin.2023.120329 ↗
71. 10.1016/j.jlumin.2019.04.00210.1016/j.jlumin.2019.04.002 ↗
72. 10.1002/pssr.20190015810.1002/pssr.201900158 ↗
73. 10.1039/D2TC05311J10.1039/D2TC05311J ↗
74. 10.1016/j.jlumin.2022.11920910.1016/j.jlumin.2022.119209 ↗
75. 10.1016/j.jlumin.2021.11825710.1016/j.jlumin.2021.118257 ↗
76. 10.1016/j.jcrysgro.2004.11.05310.1016/j.jcrysgro.2004.11.053 ↗
77. 10.1016/j.radmeas.2013.04.01310.1016/j.radmeas.2013.04.013 ↗
78. 10.1016/j.jcrysgro.2006.04.02110.1016/j.jcrysgro.2006.04.021 ↗
79. 10.1016/j.radmeas.2013.11.00910.1016/j.radmeas.2013.11.009 ↗
80. 10.1002/pssa.20040907910.1002/pssa.200409079 ↗
81. 10.1088/0022-3727/42/5/05511710.1088/0022-3727/42/5/055117 ↗
82. 10.1016/j.jlumin.2015.07.00110.1016/j.jlumin.2015.07.001 ↗
83. 10.1063/1.473173510.1063/1.4731735 ↗
84. 10.1016/j.jcrysgro.2005.11.02310.1016/j.jcrysgro.2005.11.023 ↗
85. 10.1109/TNS.2008.200084510.1109/TNS.2008.2000845 ↗
86. 10.3390/cryst1211151710.3390/cryst12111517 ↗
87. 10.1109/TNS.1967.432445710.1109/TNS.1967.4324457 ↗
88. 10.1016/j.nima.2014.02.04510.1016/j.nima.2014.02.045 ↗
89. 10.1103/PhysRev.74.10010.1103/PhysRev.74.100 ↗
90. 10.1103/PhysRev.75.79610.1103/PhysRev.75.796 ↗
91. 10.1103/PhysRev.80.63110.1103/PhysRev.80.631 ↗
92. 10.1109/TNS.2003.81795210.1109/TNS.2003.817952 ↗
93. 10.1016/0029-554X(81)90521-810.1016/0029-554X(81)90521-8 ↗
94. 10.1088/1361-6560/aa6a4910.1088/1361-6560/aa6a49 ↗
95. 10.1016/0168-9002(95)00589-710.1016/0168-9002(95)00589-7 ↗
96. 10.1016/S0168-9002(02)00955-510.1016/S0168-9002(02)00955-5 ↗
97. 10.7567/APEX.9.04260210.7567/APEX.9.042602 ↗
98. 10.7567/JJAP.57.03031010.7567/JJAP.57.030310 ↗
99. 10.1016/j.radmeas.2019.03.00510.1016/j.radmeas.2019.03.005 ↗
100. 10.1016/j.jcrysgro.2018.03.03310.1016/j.jcrysgro.2018.03.033 ↗