X射线增感屏用纳米CaWO4的Pechini溶胶-凝胶法制备及其光学性能

采用Pechini溶胶-凝胶法制得纳米级CaWO4荧光粉,通过X射线衍射图、扫描电镜和发射光谱对其形貌和发光性能进行了研究,结果表明750℃条件下所得样品为纯相CaWO4晶体,在X射线激发下发射峰位于420nm,与感蓝胶片的光谱灵敏度匹配良好。其粒径在纳米量级且粒度分布集中是该方法所得CaWO4荧光粉的突出优点。将此荧光粉制成X射线增感屏并与市售同类产品相比,该增感屏可使感光片的成像质量显著提高。     

Dy或Tb掺杂的MgB4O7磷光体的热释光特性

用高温固相反应法研制了MgB₄O₇:Dy和MgB₄O₇:Tb两种热释光材料.用自制的三维热释光谱仪测量了两种磷光体的三维发光谱,从MgB₄O₇:Dy磷光体的三维发光谱观察到:1.热释光发光峰峰温为220,380℃;2.Dy³⁺离子的发光波长为480,575,660nm;3.220,380℃发光峰的相对强度随高温固相反应温度的升高而变化,但发光峰温和波长基本保持不变.由MgB₄O₇:Tb磷光体的三维发光谱可看到在230,340,420℃附近有三个发光峰,发光谱线波长分别为489,543,589,620nm.不同的高温烧结温度不仅对发光峰的发光强度有很大影响,而且还对Tb³⁺发光谱形产生影响,当温度高于850℃时Tb³⁺离子发光谱线开始变成了发光谱带.此外,对比MgB₄O₇:Dy和MgB₄O₇:Tb两种热释光材料的二、三维发光谱,得出了掺入三价稀土离子的热释光材料的发光峰峰温主要由基质材料决定,发光波长则取决于稀土离子的4f电子能级间的跃迁.     

利用乳糖酸的钝化效应提升K_(2)SiF_(6)∶Mn^(4+)的耐湿性EI北大核心CSCD

耐湿性差是掺Mn^(4+)氟化物红色荧光粉在高稳定性器件应用中面临的一个瓶颈问题。本工作提出利用乳糖酸的钝化效应清除K_(2)Si F_(6)∶Mn^(4+)表面的Mn^(4+),重构无Mn^(4+)的氟化物惰性壳层,以提升其耐湿性。结果表明,经乳糖酸钝化后的氟化物的晶相、形貌及发光强度几乎不变。水浸360 h后,钝化的氟化物的内量子效率为96.9%,远高于未处理的氟化物的59.8%。经乳糖酸处理,水解后的氟化物的内量子产率可以恢复到98.8%。在60 m A驱动电流下,将钝化后的氟化物作为红光成分,封装了相关色温为3518 K、显色指数为88.5、发光效率为130.61 lm·W^(-1)的暖白光LED。在高温(85℃)高湿(85%)环境中老化500 h后,该LED器件具有较高稳定性,光效可维持为初始值的90.5%,高于未经处理的氟化物所封装的白光器件(82.3%)。因此,简单的乳糖酸处理可以有效提升掺Mn^(4+)氟化物的耐湿性。本工作可为高稳定性氟化物红色荧光粉的工业化生产提供借鉴。     

儿茶酚胺铽敏化发光性质的研究及分析应用

儿茶酚胺（Cas）作为神经递质和激素对人体的生理功能发挥着重要作用。它是一类分子中包含一个胺基和一个邻苯二酚基团的有机化合物，其中邻苯二酚基团由苯环和3, 4位两个羟基组成。生理条件下，儿茶酚胺主要指多巴胺（DA）、去甲肾上腺素（NE）和肾上腺素（E）三种物质。儿茶酚胺性质不稳定，遇光或空气易氧化分解。镧系敏化发光是一种很有前途的临床和药物分析工具，在镧系敏化发光中，镧离子与有机化合物形成络合物，这些络合物具有良好的发光特性，主要用于有机分析物的测定。因此，利用镧系金属离子铽敏化发光法测定儿茶酚胺的关键是待测物与中心离子易形成稳定的络合物。儿茶酚胺与金属离子的络合作用主要依赖于分子中酚羟基解离后的氧作为成键原子，溶液的碱性越强，儿茶酚胺与金属离子的络合能力越强。在碱性介质中，为防止金属离子水解加入乙二胺四乙酸作为协同配体，金属离子铽和协同配体以及儿茶酚胺形成易溶于水的三元络合物，络合物具有良好的稳定性，并表现出较强的铽的特征荧光。加入阳离子表面活性剂十六烷基三甲基氯化铵为增敏剂，可使儿茶酚胺三元络合物体系的荧光强度增加约4～6倍。利用紫外吸收和荧光光谱研究了铽三元络合物的光物理性质以及能量转移机理，结果表明，儿茶酚胺能有效吸收紫外辐射，三元络合物荧光增强机理是配体儿茶酚胺吸收辐射能后通过分子内能量转移将能量转移给铽离子，进而产生铽的特征发射。对影响三元络合物荧光强度的主要因素如溶液酸度、试剂浓度和加入顺序、表面活性剂种类以及干扰物质等进行了讨论。在一定条件下，体系的发光强度与儿茶酚胺的浓度成线性关系。多巴胺、去甲肾上腺素和肾上腺素的线性范围分别为0.080～50.0×10-6， 0.070～50.0×10-6和0.070～50.0×10-6 mol·L-1；相应检出限分别为2.4×10-8, 2.2×10-8和2.1×10-8 mol·L-1。建立的方法用于药物制剂中三种儿茶酚胺的定量测定，结果满意；由于反应体系所得铽络合物具有发射带窄，斯托克斯位移大，以及较长的荧光寿命等优点，该方法有望用于儿茶酚胺的自动分析、临床药代动力学研究以及相关病理的实际诊断，也可用于高效液相色谱和毛细管电泳检测器。     

退火对Mn和N共掺杂的Zno0.88Mn0.12O:N薄膜特性的影响

以NH3为掺N源,采用电子柬反应蒸发技术生长了Mn和N共掺杂的Zno0.88Mn0.12O:N薄膜,生长温度为300℃,然后在02气氛中400℃退火0.5 h.X射线衍射测量表明,Zno0.88Mn0.12O(Mn掺杂)薄膜或Zno0.88Mn0.12O:N(Mn和N共掺杂)薄膜仍具有单一晶相纤锌矿结构,未检测到杂质相.与不掺N的Zno0.88Mn0.12O薄膜相比,Zno0.88Mn0.12O:N薄膜的(002)晶面衍射峰向小角度方向偏移且半高宽变宽.Hall效应测量结果显示,Zno0.88Mn0.12O:N薄膜由退火前的n型导电转变为退火后的P型导电.室温磁特性测量结果表明,虽然原生Zno0.88Mn0.12O:N薄膜呈铁磁性,但其饱和磁化强度M.折算到每个Mn2 仅为约0.20μB,且稳定性不理想,在大气中放置30 d后M.降低到原来的3%左右.退火处理不仅使Zno0.88Mn0.12O:N薄膜的室温M.增大到每个Mn2 约为0.70μB,且在大气中放置30 d后其M.几乎不变.分析了Zno0.88Mn0.12O:N薄膜的铁磁性起源及退火导致其铁磁性增强并稳定的机理.     

Experimental investigation of the optical signal, gain, signal-to-noise ratio and information content characteristics of X-ray phosphor screens

In this study, the quality of medical images produced by X-ray phosphor screens is described by a model based on the light generation and emission properties of the phosphor material. Combined detector gain (CDG), modulation transfer function (MTF), detective quantum efficiency (DQE) and information capacity (IC) of the screens were expressed and evaluated as functions of emitted optical fluence, incident X-ray fluence and emitted optical spectrum. Phosphor screens with coating thickness ranging from 21 mg/cm² to 137 mg/cm² were prepared in the laboratory and were irradiated by X-rays with X-ray voltages from 50 to 140 kVp. Experimental data were obtained in both transmission and reflection modes of measurement (light emission from both screen sides). Results showed that most image quality parameters (CDG, MTF, DQE) depend strongly on phosphor screen thickness. CDG and DQE also depend on X-ray tube voltage. However, the total quantity of information (IC), which depends on both the incident X-ray fluence and phosphor material type, was not found to be significantly affected by phosphor thickness. Received: 7 September 2000 / Revised version: 8 January 2001 / Published online: 27 April 2001     

X射线增感屏的图象信息传输特性分析

本文采用Monte Carlo方法详细模拟了不同能量光子与增感屏的作用过程,对于一种稀土(Gd₂O₂S:Tb)增感屏,计算了出射可见光子数的概率分布、平均出射光子数、统计因子、X射线检测效率以及DQE等.增感屏出射可见光子数的概率分布曲线均有三个峰,随着入射X射线能量的增加,各峰之间距离增大,相对强弱对比增大;其余各曲线在Gd原子K壳层结合能(50.24keV)附近,均有突变.这些结果提供了增感屏图象信息传输性能的基本参数,为深入研究增感屏及成象系统的量子噪音传输特性提供指导.     

生长温度对纳米氧化锌场发射性能的影响

采用锌粉和银粉为蒸发源,用热蒸发法不同温度下制备了四针状纳米氧化锌,并以单独的锌粉做对照。采用扫描电子显微镜(SEM)观察其形貌,X射线衍射(XRD)谱表征其晶体结构。采用丝网印刷方法将其制备为场致电子发射阴极,将阴极与印刷有荧光粉的阳极板组装成二极结构场致发射显示屏,并进行了场致电子发射特性对比实验。结果表明较高温度制备的氧化锌具有较好的场致发射性能;掺杂银粉的蒸发源制备的样品的发射性能明显优于没有掺杂银粉的样品。实验证明ZnO是一种优良的场致发射冷阴极材料,在真空电子方面具有广阔的应用前景。     

Light emission efficiency and imaging properties of YAP:Ce granular phosphor screens

Phosphor materials are used in medical imaging combined with radiographic film or other photodetectors. Cerium (Ce³⁺) -doped scintillators are of particular interest for medical imaging, because of their very fast response. YAP:Ce scintillator-based image detectors have already been evaluated in single-crystal form and under conditions of positron emission tomography and synchrotron or γ-ray irradiation. Furthermore, YAP:Ce phosphor has been evaluated in conjunction with radiographic films. The present work reports experimental and theoretical data concerning the light output absolute luminescence efficiency (AE) of the YAP:Ce screens under irradiation conditions employed in medical X-ray projection imaging (i.e., in diagnostic radiology). projection imaging (i.e., in diagnostic radiology). YAP:Ce phosphor screens with surface densities ranging between 53 and 110 mg/cm² were prepared by sedimentation on fused silica substates in our laboratory. The resulted surface density of the screens was determined by dividing the phosphor mass deposited on the screen surface with the area of the surface. Additionally this work addresses the imaging performance of YAP:Ce by estimation of the detective quantum efficiency (DQE), i.e., the square of the signal to noise ratio transfer. Absolute efficiency was found to decrease with X-ray tube voltage for for YAP:Ce phosphor. The highest experimental efficiency was obtained for the 53.7 mg/cm² and 88.0 mg/cm² YAP:Ce screens. The highest DQE value was found for the 88.0 mg/cm² screen irradiated at 60 kVp. PACS 81.05.Zx; 87.59.-e; 87.57.Ce     

水热合成ZnTe纳米粉的发光性能

利用Zn粉和Te粉为原材料,通过水热法在160℃下合成了ZnTe纳米粉,并用X射线衍射仪、x射线能谱仪、透射电子显微镜和显微Raman光谱对其进行了表征.X射线衍射谱表明合成的ZnTe具有闪锌矿结构.X射线能谱给出的结果表明合成的ZnTe中主要元素是Zn和Te,并含有杂质O.透射电子显微镜照片显示出合成的ZnTe纳米粉...     

尿素用量对燃烧法合成CaAl2O4：Eu2+,Nd3+长余辉材料发光性能的影响

利用金属硝酸盐和尿素的氧化还原反应,通过燃烧法在600℃的炉温下合成了蓝紫色长余辉发光材料CaAl₂O₄:Eu²⁺,Nd³⁺。在金属硝酸盐溶液浓度不变的条件下,通过改变尿素与硝酸根的量的比,合成了多组长余辉材料样品。当尿素用量较少时,Eu³⁺不能完全被还原为Eu²⁺;随尿素用量增加,样品的Eu³⁺特征发射减弱,余辉初始亮度和持续时间均得到改善;当尿素的用量达到理论用量的5倍时,样品余辉特性最好,继续增加尿素用量,余辉亮度和持续时间反而下降。将燃烧法制备的各组样品用活性炭密封,在1000℃条件下反应2h,使Eu³⁺完全被还原为Eu²⁺,同时除去燃烧法反应不完全的杂质,可以一定程度提高材料的余辉发光性能。     

水热法制备ZnS:Cu,Tm超细X射线发光粉

研究了水热法合成的ZnS: Cu,Tm超细X射线发光粉及其光致发光(PL)和X射线激发发光(X-ray excited luminescence,XEL)光谱特性.200 ℃水热处理12 h直接合成样品的纳米晶粒径约15 nm,尺寸分布窄,分散性好,具有纯立方相的类球形结构.氩气保护下900 ℃退火1 h后的样品存在一定的团聚,但团聚后尺寸为200—600 nm,为超细X射线发光粉,此时样品为纯六方相的类球形为主的结构.所有样品的PL和XEL光谱均为宽带谱.水热法直接合成样品的XEL强度最强时,样品的Cu/Zn,Tm/Cu比值分别为3×10^-4和2.在此比值条件下,900 ℃退火1 h样品的XEL发光最强,此时其两个峰值分别位于453,525 nm.发光强度增强的同时粒径很小,对提高成像系统分辨率非常有意义.通过比较PL光谱与XEL光谱特性,讨论了PL和XEL光谱的发光机理和其不同的激发机理. 关键词： ZnS:Cu Tm 水热法 X射线激发发光     

X射线增感屏点扩散函数的Monte Carlo模拟

研制了一通用的Monte Carlo程序来研究X射线增感屏以及成象系统的性能,该程序主要包括三部分,分别描述了所发生的相应的物理过程：X射线的散射和吸收,次级电子的作用及可见光子的扩散,对程序进行了验证,对于一种Gd2O2S:Tb增感屏,计算了其在不同入射X射线能量下的点扩散函数。     

Dual mode emission and harmonic generation in ZnO-CaO-Al2O3: Er nano-composite

Er³⁺ doped ZnO-CaO-Al₂O₃ nano-composite phosphor has been synthesized through combustion method and its emission and harmonic generation properties have been studied. The X-ray diffraction and thermal analysis techniques have been used to prove the dual phase (ZnO and CaO-Al₂O₃) nature of the phosphor. The phosphor has shown up-conversion emission on near-infra-red (976 nm) excitation and down-conversion emission on 355 nm excitation in presence of Er³⁺ and thus behaves as a dual mode phosphor. On excitation with 976 nm diode laser, material shows color tunability (calcination of composite material at different temperatures). Formation of ZnO nanocrystals on heat treatment of as-synthesized sample has shown its characteristic emission at 388 nm and also the energy transfer from ZnO to Er³⁺ ions. The low temperature emission measurements have been carried out and the results have been discussed. Phosphor has shown strong second harmonic generation (SHG) at 532 nm on 1064 nm and at 266 nm on 532 nm excitation.     

多壁碳纳米管阵列场发射研究

研究了Ar离子束轰击及温度对多壁碳纳米管阵列场发射性能的影响.经Ar离子轰击35min后，发现阵列顶端的Fe催化剂颗粒明显减少，弯曲的顶部被轰击掉，使碳纳米管的场发射电流明显减小而场发射像无明显改变.温度的增加引起碳纳米管的场发射电流也随之增加.还研 究了在透明阳极技术中涂在阳极的荧光粉对场发射电流的影响.对同一碳纳米管阵列样品，发现涂有荧光粉的透明阳极使测量到的场发射电流大幅度减小，只是未涂荧光粉阳极电流的 1/30左右.直接用二氧化锡导电膜作阳极时，测得样品的开启场强为1.0V/μm.沉积了荧光粉的二 关键词： 多壁碳纳米管 场发射