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本文主要针对Li6Gd(BO3)3和Li6Gd(BO3)3:Ce晶体研究中存在的若干空白或有争议的问题进行了研究。
首次采用改进的坩埚下降法生长Li6Gd(BO3)3( LGBO)晶体，获取了直径达23mm，长达180mm的LGBO晶体。生长工艺参数如下，控温在1000-1100℃，固液界面处的温度梯度为40-50℃/cm，下降速率为0.2-0.8mm/h。从晶体结晶习性和晶体结构的角度出发，解释了(010)自发结晶生长面的出现的原因，并指出应采用[010]方向籽晶进行该晶体的坩埚下降法生长。
X射线衍射分析表明，采用改进的坩埚下降法生长的晶体为单一的LGBO相，晶胞参数如下：a=7.2177A， b=16.4909A，c=6.6961A，β=105.2°。主成分分析表明，生长后期Gd明显偏低，Li和B偏高。从原料未充分反应导致熔体分层的角度，解释了这种组分偏离化学计量比的现象。DSC分析表明，晶体的熔点为854℃，凝固点为634℃。在320～800nm范围内，2mm厚的LGBO晶体的透过率大于90％；200～320nm范围内的尖锐吸收峰与Gd3+离子的4f-4跃迁有关。测试了光激发下晶体的激发与发射光谱，逐一指认了激发峰和发射峰。X射线激发下LGBO晶体的发光性能研究发现，除6p7/2→8S7/2跃迁313.25nm发光峰外，还存在位于438.75nm的宽发光带和若干线发光峰，分析了它们可能的发光机理。
研究了提拉法生长LGBO和LGBO:Ce晶体的若干技术问题。研究认为，(010)小面的显露与LGBO的晶体结构和生长习性有关。详细地分析了采用提拉法生长LGBO和LGBO:Ce晶体过程中存在的失透、开裂、多晶、包裹体等宏观缺陷。“失透”是结晶所需的过冷度无法满足，增大温度梯度或放慢提拉速度可以消除之；热应力开裂与温度梯度过大、降温过快及晶体导热系数较小有关，解理开裂与晶体结构和生长采用籽晶的方向有关；讨论了LGBO和LGBO:Ce晶体中的固态和气态包裹体的成因并提出了消除它们的工艺措施。这些问题的解决为以后该晶体生长指明了研究方向。
在解决了晶体生长中存在的诸多问题后，成功制备出直径达25mm，长达40mm的高质量Li6Gd(BO3)3:Ce晶体。晶体在380～800nm之间的透过率接近90％。透过谱中200～380nm之间的吸收是由Ce3+离子的4f-5d跃迁和Gd3+离子的4f-4f跃迁引起的。LGBO:Ce晶体在紫外和X射线激发下的发射光谱均显示Ce3+离子的双谱峰发射特征：相比紫外激发下的发射光谱，X-ray激发下的发射光谱略有红移且5d1→2F7/2跃迁的相对几率略有增加。LGBO:Ce晶体的光激发下的发光衰减符合单指数模型，在300K下的衰减时间为30.74ns。初步考察了衰减时间对激发波长和发射波长的依赖性。在241Am源的α射线激发下，LGBO:Ce晶体的能量分辨率为28.84％。
首次较为详细地研究了光激发下，80～500K范围内，LGBO:Ce晶体的发光和衰减的温度依赖特性。
在346nm光激发下，LGBO:Ce晶体发光的温度依赖特性与274nm光激发下的不同。前者受热猝灭影响，发光随温度的增加而减弱；后者由Gd3+向Ce3+的能量传递和热猝灭共同决定。发光与温度的关系分为两个阶段：低于200K，Gd3+向Ce3+的能量传递占主导地位，随温度升高发光增强；高于200K，热猝灭逐步取代能量传递成为主要影响因素，发光随着温度的升高而减弱。根据发光的温度依赖数据，利用经典热猝灭公式计算出的猝灭激活能为0.33eV。
区分了5d7→2F7/2和5d1→2F5/2跃迁对总发光的贡献。结果发现，二者具有不同的温度依赖性和激发波长依赖性。利用位形坐标、热猝灭理论以及能量传递对此进行了解释和分析。随着温度升高，与5d7→2F7/2和5d1→2F5/2跃迁相关的两个发光谱峰均发生红移并宽化。
衰减与温度的关系可分为两个阶段：在225K以下，辐射跃迁几率起主导作用，由于声子俘获效应，衰减时间随温度升高而增大；在225K以上，无辐射跃迁取代辐射跃迁成为决定性因素，衰减随温度升高而减小。根据衰减时间数据，利用无辐射跃迁几率的Arrhenius公式计算出猝灭激活能为0.32eV，该数值与前面根据发光温度依赖数据计算出的数值极为接近。
采用电子、γ-ray、快中子作为辐照源，通过对LGBO和LGBO:Ce晶体在辐照前后、退火前后的激发与发射光谱、透过率变化的对比和分析，较为详细地研究了它们的辐照损伤机理。
LGBO晶体具有较好的抗辐照性能，在电子束辐照下的抗辐照硬度大于108rad，在γ射线辐照下的抗辐照硬度大于5×107rad，在3×1011n/cm-2的快中子辐照下，晶体无明显损伤。
LGBO:Ce晶体受到电子和γ射线辐照后，一部分Ce3+离子被诱导转化为Ce4+离子，导致发光增强；同时，这种诱导转化改变了Ce3+/Ce4+的比率，导致Ce4+离子的电荷迁移吸收减少，200～340nm范围内透过率增加；由于Ce3+的4f-5d跃迁吸收和诱导色心吸收增加，导致340～500nm透过率降低。退火后，发光和透过率变化具有与辐照后完全相反的规律性，认为诱导转化而来的Ce3+离子不稳定，在加热时会重新转化为Ce4+离子：同时，Ce3+离子在空气气氛中不稳定，加热时一部分非辐照转化Ce3+离子转化为Ce4+离子。在总剂量为1.03×1011n/cm2，能量为14.6MeV的快中子辐照下，LGBO:Ce透过率无明显的变化。