湮灭光子不仅比表面成像和平面成像更高能，而且还需要被巧合地探测到。这对临床PET扫描仪中使用的晶体探测器材料提出了具体的要求。

碘化钠NaI(Tl)是一种广泛应用的参考闪烁晶体，以其优异的光产率和能量分辨率，结合相对较高的有效原子序数Zeff。它也被用于PET扫描仪，尽管它对511keV光子的停止功率较低，而且相对的光衰减常数较慢。另一方面，德国氧化铋(BGO)对511keV具有很好的停止能力自20世纪90年代以来，已广泛应用于临床PET扫描仪。NaI(Tl)和BGO都是慢闪烁材料，即这两种材料在再发射时都相对较慢，以可见光光子的形式，即与电离辐射相互作用时所吸收的能量。因此，这些闪烁体需要一个相对较长的时间重合窗口。一些制造商已经做出了重大的努力，引入了快速闪烁的材料，如蓝牙或蓝牙/氧化硅酸(LSO/LYSO)，它们的密度和Zeff与BGO相似，其光产率高于BGO和一个更快的光衰变。值得注意的是，自然产生的黄体由两种同位素组成，175Lu和176Lu；后者具有天然放射性，虽然只存在少量（2.6%），但在PET探测器中产生不希望的单一事件，虽然在临床计数率上可以忽略不计，但可以影响低计数率的测量，如在一些QC程序中。

另一种有趣的闪烁体是氧化正硅酸钆(GSO)，它的密度和光产率略低于LSO，但能量分辨率高于BGO和LSO，LSO的光衰变常数和LYSO相似。其他晶体如钙钛矿铝(YAP)已被用于小动物PET扫描仪，溴化镧(LaBr)因其优异的能量被提出用于飞行时间(TOF)临床PET分辨率和非常快的光衰减。成本问题和可用性仍然限制了广泛采用新的闪烁材料的因素。