新一代核医学成像Tof-PET用备选材料要求具有密度高，衰减时间快，能量分辨率高等性能优势，Pr:LuAG闪烁陶瓷具有制备温度低，热学和力学性能优异等优势，是理想体系之一。本项目研究了Pr:LuAG的关键制备技术、器件成像和闪烁发光机理等，取得了一系列重要进展。重点研究了Pr:LuAG的内部缺陷：反位置缺陷和晶界。研究发现陶瓷由于制备温度较低，较好的避免了单晶中的反位置缺陷问题，内部原子级缺陷（Si4+, Mg2+, 氧空位等）是引起光产额损失和衰减慢分量的重要原因。采用制备工艺条件调控组分、化学计量比，结合热释光谱，激光共聚焦显微技术晶界研究等微结构分析方法，对原子缺陷的产生、存在、演化规律的进行研究，根据研究结果调控组分和制备工艺，获得了高光输出快衰减的Pr:LuAG陶瓷，设计制备了新型Ce, Mg:LuAG闪烁陶瓷，获得了高达~21900 ph/MeV的闪烁光产额，这是目前国际上文献报道的LuAG闪烁陶瓷光产额的最高值，也是国内首次实现陶瓷的光产额高于相应的单晶。进一步采用陶瓷闪烁体制备的成像阵列（1.9*1.9*1.0mm3）组装探测器模块，实现二维散点图成像，所成散点图清晰可辨。经过平台测试，相同耦合条件下成像质量优于商用BGO (Bi4Ge3O12) 单晶，为闪烁陶瓷在PET级别核医学成像的应用提供了实验依据。