本项目属于新材料领域，人工晶体材料学科。
无机闪烁体是能够将入射到其中的高能粒子或射线能量转换为光脉冲的一类光功能材料。锗酸铋(Bi4Ge3O12, BGO)是一种综合性能优异的无机闪烁体，但是超大尺寸BGO晶体制备技术一直未取得实质性突破，严重限制了其在医学成像、安检、环境监测和前沿科学等领域的广泛应用。暗物质的存在已被大量观测数据所证实，却从未被直接观察到，揭开暗物质之谜将是继相对论及量子力学之后又一次重大科学突破。暗物质探测国际竞争异常激烈，为抢占全球制高点，我国于2015年底成功发射了 “悟空”号暗物质粒子探测卫星(DAMPE)，该卫星是人类在轨观测能段范围最宽和能量分辨最优的空间探测器，其科学探测指标达国际领先水平。DAMPE最核心探测部件是14层、共308根、尺寸为25mm×25mm×600mm、总重占其有效载荷近59%的BGO闪烁晶体。这些超大尺寸BGO晶体是与高能宇宙线和暗物质可能湮没产物作用的直接媒介，是DAMPE质量上的“重心”、结构上的“中心”和科学目标实现的探测部件“核心”，是“悟空”的“火眼金睛”的超级“视网膜”。
在项目之前，仅提拉法可量产长度达450mm的BGO晶体，净长600mm晶体关键制备及低成本量产技术取得突破是DAMPE研制的基本前提之一。根据DAMPE迫切需要，项目开展了大尺寸BGO晶体研制和应用研究，取得了一系列创新性成果，主要技术发明总结如下：
(1)发明了超长和宽板状BGO晶体的下降法生长装置。通过增设辅助加热系统，构筑起四温区生长装置；通过主、辅加热联动控制，解决了固-液界面失衡、质量恶化及开裂等技术难题。通过“L”型上部隔热砖的独创性设计，构建起超宽横向均匀温区宽度的炉膛；通过可调炉帽和可动导轨设计，实现炉膛横向和纵向灵活可调。
(2)发明了超长BGO晶体的多坩埚下降法生长技术。采用超长晶体下降法生长设备，联动调节主、辅加热系统，将固-液界面稳定于温梯区，抑制机械下降与固-液界面推移速率差异；采用“二次结晶”和“提速生长”法，显著地减弱了铂金坩埚的熔蚀；实现单炉22根超长BGO晶体的低成本和高效量产。
(3)发明了宽板状BGO晶体的坩埚下降法生长技术。利用宽板状晶体下降法生长设备，创造性地采用长条状晶体作籽晶，配合超宽铂金和引下坩埚制作，通过设备、温场和工艺优化，实现了宽板状BGO晶体低成本和高效制备。
本项目突破了超长和宽板状BGO晶体的关键制备技术，实现了600mm净长BGO晶体的低成本和高效量产，创造了BGO晶体长度(达945mm)和单体面积(达610mm×280mm)的世界纪录，极大地提升了我国在BGO晶体乃至闪烁晶体技术领域的国际地位。
项目获授权发明专利2项，申请发明专利1项，发表学术论文2篇，建立企业标准1项。项目研制650根600mm净长BGO晶体成功应用于我国DAMPE卫星，实现产值2590万元，力助我国暗物质探测研究取得里程碑式突破，取得了良好的经济和社会效益。项目总体达国际领先水平。