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《中国稀土学会2017学术年会摘要集》2017年
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稀土闪烁晶体光输出性能调控机理研究

徐兰兰  薛冬峰  
【摘要】:闪烁是透明介质在电离辐射诱导下发生的一种不连续的冷发光现象。稀土闪烁晶体是探测高能射线/粒子的关键材料,应用于核医学成像、安全检查等高端技术领域[1,2]。近年来闪烁晶体研究进入"闪烁晶体工程"阶段,替代已有"试错法"材料开发方式,但尚缺乏有效模型描述闪烁性能与材料结构之间的定量关系[3-5]。本文从闪烁基本原理出发,基于电荷转移模型和化学位移模型[6]估算了部分稀土闪烁晶体Ce~(3+)发光能级与基质带隙的相对位置,建立基质带隙与Ce~(3+)发光能级位置和光输出的定量关系。揭示发光能级位置对光输出的协同控制机制,即发光能级位置调控在一定基质带隙范围内((29)6 eV)对于改变光输出是有效的(图1a)。结果表明,基质带隙对光输出影响显著。基于离子电负性标度[7]提出用阳离子电负性空间分布cv描述发光中心取代位的键合环境。如图1b所示,cv与光输出之间存在密切的关系。基于本工作,我们可以依据cv函数选择合适的基质阳离子和结构参数,降低阳离子电负性空间密度,建立弱键合环境,实现稀土闪烁晶体高光输出性能。
【作者单位】:中国科学院长春应用化学研究所稀土资源利用国家重点实验室 中国科学院大学
【分类号】:O734
【正文快照】:
2 4 6 8 10 12 1405101520252 4 6 8 10 120.00.51.01.52.02.53.03.5Eg(e V)LY(×104ph/MeV)Eg(e V)(35)LY(×104ph/MeV)9 12 15 18 21 24 270246810c e llVs u bniiv?(28)??1000??vR2=0.97824LY(?104ph/MeV)Fig.1 Dependence of scintillation light yield(LY)on host band g

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