目前，全球已在進(jìn)行或即將開(kāi)始進(jìn)行探測(cè)暗物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目約20個(gè)，預(yù)計(jì)能在4到5年內(nèi)探測(cè)到暗物質(zhì)粒子。通過(guò)探測(cè)暗物質(zhì)湮滅所產(chǎn)生的次級(jí)粒子，如中微子、正負(fù)電子對(duì)、質(zhì)子、反質(zhì)子等是認(rèn)識(shí)暗物質(zhì)的有效途徑，而二氧化碲晶體是探測(cè)中微子的首選材料。CUORE項(xiàng)目正是利用二氧化碲晶體作為輻射量熱器來(lái)探測(cè)中微子的絕對(duì)質(zhì)量與性質(zhì)。

該專(zhuān)利采用二次晶體生長(zhǎng)制備方法獲得高純度二氧化碲單晶，尤其是U、Th等放射性雜質(zhì)含量可降低至10-13g/g，因而使得上海硅酸鹽所成為大型中微子探測(cè)項(xiàng)目(CUORE項(xiàng)目)所需核心探測(cè)材料的全球唯一供應(yīng)商。

在核物理領(lǐng)域，有關(guān)中微子的實(shí)驗(yàn)一直是世界關(guān)注的科學(xué)前沿。然而，中微子(靜)質(zhì)量到底是多少，不同種類(lèi)的中微子之間又是怎么轉(zhuǎn)化的，仍然是一個(gè)尚待解決的基本科學(xué)問(wèn)題。

目前，雙β衰變?yōu)橹形⒆咏^對(duì)質(zhì)量的測(cè)量提供了唯一的實(shí)驗(yàn)方法。二氧化碲(TeO2)晶體不但是一種具有高品質(zhì)因子的聲光晶體，還是一種具有雙β衰變特性的中微子探測(cè)用晶體。由于130Te的自然豐度為33.8%，不必對(duì)其進(jìn)行濃縮，成本低，因而TeO2晶體成為目前雙β衰變?cè)吹氖走x。

由多國(guó)科學(xué)家共同合作的中微子探測(cè)前沿科學(xué)項(xiàng)目CUORE(CryogenicUndergroundObservatoryforRareEvents，低溫地下觀測(cè)稀有物理現(xiàn)象)正是利用998塊TeO2單晶陣列來(lái)探測(cè)中微子的絕對(duì)質(zhì)量與性質(zhì)，以解開(kāi)科學(xué)界極為重要的暗物質(zhì)之謎。作為雙β衰變?cè)吹腡eO2晶體，其要求是尺寸大(不低于50mm×50mm×50mm)、純度高(非故意摻雜雜質(zhì)濃度低于10-7g/g，放射性雜質(zhì)如U、Th等濃度低于10-13g/g)。

目前，上海硅酸鹽所中試基地氧化碲組已向CUORE項(xiàng)目提供1000多塊高純二氧化碲單晶，實(shí)現(xiàn)創(chuàng)匯500多萬(wàn)美元。高純二氧化碲單晶作為一種大尺寸優(yōu)質(zhì)二氧化碲單晶新產(chǎn)品，先后于2010年和2011年獲得上海市和國(guó)家重點(diǎn)新產(chǎn)品計(jì)劃資助，取得了良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

這一國(guó)際領(lǐng)先的科研成就，不僅有助于提升我國(guó)在暗物質(zhì)探測(cè)領(lǐng)域的國(guó)際影響力，也能對(duì)我國(guó)的中微子探測(cè)以及暗物質(zhì)探測(cè)起到積極的推動(dòng)作用。

(關(guān)鍵字：二氧化碲 美國(guó)專(zhuān)利 TeO2)