随着高能物理和核医学成像的发展，具有高密度和快衰减特性的闪烁晶体日益受到重视。闪烁体的高密度能够使其具有高的阻止本领、短的辐照长度和高的吸收系数，这将能够减小闪烁体探测器的体积，节约成本；快的衰减则有利于提高时间分辨率。尽管不同应用领域对闪烁体的要求有所不同，但高密度是一个共同的基本要求。Lu基化合物和稀土钽酸盐含有原子序数大的原子，一般密度比较高。因此，本论文从这两类化合物中进行了筛选，探索了一些潜在的高密度闪烁体基质及其掺杂离子材料，研究了它们的发光性能，并首次进行了提拉法生长GdTaO4和LuTaO4单晶的实验。　　 论文工作的主要内容和结果如下：　　 一、采用液相共沉淀方法制备了Ce:Lu3Ga5O12和Bi:LuGdO3，研究了它们的结构和发光性能，并用Rietveld精修方法精修了Ce:Lu3Ga5O12结构。计算了Lu3Ga5O12。Bi:LuGdO3的密度，分别为7.84g/cm3和8.52g/cm3。Ce:Lu3Ga5O12表现出Ce3+离子的5d→4f快衰减发光，估算其衰减寿命为40ns；Bi:LuGdO3表现出Bi3+离子的宽带发射，发光效率高，衰减寿命为13.5μs，有希望成为新型高密度闪烁体。　　 二、采用高温固相法制备了Eu3+、Tb3+、Bi3+掺杂的LuTaO4、Lu3TaO7和GdTaO4，并研究了它们的发光性能。LuTaO4、Lu3TaO7和GdTaO4的密度分别为9.81g/cm3、9.76g/cm3和8.84g/cm3。Eu3+、Tb3+掺杂的LuTaO4、LU3TaO7和GdTaO4分别表现出离子本身的特征发光，具有毫秒量级的衰减寿命；Bi3+掺杂的LuTaO4、Lu3TaO7和GdTaO4表现出Bi3+离子的宽带发射，衰减寿命分别为53.3μs、16.8μs和8μs； LuTaO4表现出TaO34-的宽带发射；LuTaO4和Bi3+掺杂的LuTaO4、Lu3TaO7、dTaO4有潜力成为新型高密度闪烁体。　　 三、采用提拉法首次成功生长出了优质的φ25×52mm3的GdTaO4、Tb:GdTaO4单晶。并对LuTaO4单晶生长中的问题进行了分析研究，为进一步LuTaO4单晶生长的实验提供了参考。　　 四、测量了GdTaO4、Tb:GdTaO4<010>方向的透射光谱，并通过透射光谱首次计算得到GdTaO4<010>方向的折射率，采用Sellmeier方程对折射率进行了拟合，得到了拟合参数。研究了GdTaO4、Tb:GdTaO4单晶的发光性能，GdTaO4表现出宽带发光，衰减寿命为9μs，Tb:GdTaO4表现出rb3+离子的特征发光，衰减寿命为0.901ms。　　 本论文工作为发展新型高密度闪烁体基质及高密度闪烁体提供了新的途径和参考。