对图像探测器来说,CsI:Tl闪烁体是所有已知闪烁材料中最好的选择。光学性能好、低成本和易于生长等优点使它在未来将有广阔的应用前景。虽然科学工作者对CsI:Tl薄膜的镀膜工艺、闪烁性能以及余辉特性上都有研究,但是对CsI:Tl薄膜的研究很不系统。本文从第一性原理和能带理论入手分析掺杂离子Tl+和Eu2+对CsI:Tl晶体的能带结构的改变。同时通过实验探究制备工艺对CsI:Tl薄膜的薄膜质量、闪烁特性的影响。除此之外,进一步分析沉积速率以及掺Eu2+浓度对CsI:Tl薄膜的余辉特性的影响。理论部分,首先建立CsI:Tl晶胞模型,对结构进行优化以后计算出能带结构。发现Tl+的掺入在价带靠近禁带处产生了新的能级,这些新能级为CsI晶体提供了新的发光中心,提高了CsI晶体的光转换效率。CsI晶体同时掺入Tl+和Eu2+时,相比于CsI:Tl晶体中又出现了新的能级,分别是位于禁带的一个浅能级,位于价带中的一个能级和位于价带底的深能级。这些新的能级提供了新的发光中心,而且深能级和浅能级都能有效的抑制CsI晶体中的余辉,这和实验结果也是相符合的。实验部分分别探索了不同影响因素对CsI:Tl薄膜的光转换性能以及余辉性能的影响。通过扫描电子显微镜和X射线衍射仪对薄膜表面形貌进行分析,发现沉积速率越快,薄膜越致密,晶粒越细。但是通过CsI:Tl薄膜的稳态谱进行分析,发现薄膜的光转换特性不仅与沉积速率有关还与Tl+的损失有关。另外,实验结果表明越厚的薄膜光转换特性越好,而预沉积相对直接沉积对薄膜的发光性能也有明显的改善。采用稳态/瞬态荧光光谱仪对不同沉积速率的CsI:Tl薄膜进行荧光寿命的测试,测试结果显示余辉时间随沉积速率变快先下降再上升。分析发现这是由于薄膜中的缺陷数目和Tl+含量综合影响的结果。用真空蒸发镀膜法制备掺Eu2+的CsI:Tl薄膜。测试结果表明其激发谱和发射谱都有红移的现象。通过分析不同Eu2+浓度的CsI:Tl薄膜的荧光寿命谱,发现Eu2+对CsI:Tl薄膜的余辉产生了很大的抑制作用,余辉时间降低了一倍。