I cristalli di fosforo contengono spesso elementi di terre rare, i più comuni sono:
Lantanio e gadolinio
Tulio
Niobio
Terbio
Lo strato di fosforo è composto da cristalli fosforescenti sospesi in un legante polimerico. Quando i cristalli assorbono i fotoni dei raggi X, diventano fluorescenti. I cristalli di fosforo contengono spesso elementi di terre rare, più comunemente lantanio e gadolinio. La loro fluorescenza può essere aumentata mediante l'aggiunta di piccole quantità di elementi, come tulio, niobio o terbio. Gli schermi per terre rare convertono ciascun fotone di raggi X assorbito in circa 4000 fotoni di luce visibile (verde o blu) a energia inferiore. Questi fotoni visibili espongono la pellicola.