中国科学院上海硅酸盐研究所中试生产一线科技人员在成功制备出第一根650mm长BGO毛坯晶体的基础上，通过对晶体生长设备的创新设计和工艺的持续优化，实现了超长BGO晶体产业化制备技术的重大突破，单炉次产能提升10余倍（达22根/炉），平均生长成品率超过80%，在极短的周期内为中国空间暗物质探测卫星（DAMPE）项目提供了320根25*25*600mm3的成品晶体，同时申请了生长设备和方法的发明专利，实现了真正意义上研究与开发项目的成功和技术上的突破。

　　锗酸铋（Bi4Ge3O12，BGO）晶体是一种有着广泛应用的重要无机闪烁体材料，随着该晶体实际应用中所需探测粒子和射线能量的不断提升（从MeV到GeV，再到TeV），对其长度方向尺度的要求也在不断提高，研究与开发更长尺寸的晶体成为该晶体一个极为重要的发展方向。在中国科学院空间科技先导项目的支持下，上海硅酸盐所中试生产一线于2011年6月启动了超长BGO晶体的研制工作。经过近5个月的反复探索试验，研究团队成功地制备出第一根长达650mm的BGO晶体毛坯并加工成25*25*600mm3成品晶体。25*25*600mm3成品BGO晶体的成功制备为其在相关的探测领域的应用提供了可能，DAMPE项目急需我所提供300根25*25*600mm3的成品晶体。经中试生产一线科技人员的刻苦攻关，反复探索实验，不断突破超长晶体制备中的诸多关键技术，对生长工艺和设备进行了全新的技术改造，高效地利用了原有的资源，使得晶体制备的成品率大幅度提高、单炉产能也得到十余倍的提升，既节省了巨额的资金投入也节省了宝贵的时间，按时完成了第一批订单确定的300根600mm长BGO晶体和追加的20根该尺寸晶体的订单任务。

　　目前，中试生产一线科研人员仍在对制备工艺技术进行持续性优化，进一步提高晶体的质量、性能和制备成品率，并为完成DAMPE项目第二批订单和开发更长尺寸的晶体作不懈努力，同时开展将该制备技术拓展用于其他功能晶体的探索性研究。

　　BGO是Bi2O3-GeO2系化合物的总称锗酸铋的缩写，目前又往往特指其中的一种化合物Bi4Ge3O12。这种BGO是一种闪烁晶体，无色透明。当一定能量的电子、γ射线或重带电粒子进入BGO时，它能发出蓝绿色的荧光，记录荧光的强度和位置，就能计算出入射电子、γ射线等的能量和位置。这就是BGO的“眼睛”作用，即可用作高能粒子的“探测器”。

　　人类一直在探索宇宙的奥秘、宇宙的形成、宇宙的最小的最基本的结构。人们认为，宇宙是从大爆炸开始的，温度非常高，有电子、重电子、“层子”，随后慢慢冷却，变成质子、原子核、原子。利用正负电子对撞机可以人工模拟宇宙刚爆炸时的温度，而要探测所产生的粒子就需要一种测量光子和电子能量、位置的高分辨率的BGO电磁量能器，其中仅BGO晶体材料一项就达 11000kg之多。

BGO发光性质的发现

　　BGO成为性能优异的新一代闪烁晶体材料，首先应归功于BGO发光性质的发现。BGO是我国研制的一种闪烁晶体，曾用于诺贝尔奖获得者丁肇中的著名实验中。

　　科学上的重要发现，往往是打破常规的。70年代初，在美国 Raytheon公司研究部工作的科学家M.J.Weber和R.R.Monchamp把BGO作为固体激光工作物质研究它的光谱性质，另外一些研究部门有兴趣于X射线增强屏和闪烁材料。当时Weber建立了一台X射线激发荧光光谱仪。按常规，Bi3+离子是各种磷光体的激活剂，但Bi3+在磷光体中的浓度很低（约百分之几），Bi3+离子的浓度高了，就会因离子间的相互作用产生非辐射衰减，形成荧光淬灭。每cm3的BGO中含有1.38×1022个Bi3+，浓度如此之高，会有荧光现象吗？Weber毅然用BGO作了实验。他兴奋地发现，在光和X射线辐照下，BGO在室温下有很强的发光性质。结合着BGO具有高有效原子数（即对射线的高阻挡本领）和其他优良的物理化学性质，又不潮解，他预言了BGO作为新一代闪烁体的应用前景，揭开了BGO在高能物理、核物理、核医学、核工业和石油勘探等方面广泛应用的新篇章。如果Weber墨守成规，不去测量BGO的发光性质，这个有重要意义的发现不就失之交臂了吗？