掺镧PbWO4闪烁晶体的缺陷研究

利用正电子湮没寿命谱(PAT)和X射线电子能谱(XPS)研究了掺镧所引起的PbWO4晶体缺陷的变化.结果表明:掺镧后,PbWO4晶体中的正电子捕获中心铅空位(VPb)浓度增加,并进一步诱导低价氧浓度的增加.讨论了掺La的作用机制,认为掺La将抑制晶体中的氧空位,增加铅空位浓度.     

+3价离子掺杂钨酸铅晶体发光性能和微观缺陷的研究

通过透射光谱、x射线激发发射光谱（XSL）的测试，研究了Bridgman法生长的几种不同+3价离子掺杂钨酸铅晶体的发光性能，并利用正电子湮没寿命谱（PAT）和x光电子能谱（XPS）的实验手段，对不同钨酸铅晶体的微观缺陷进行研究.实验表明，不同的+3价离子掺杂，对钨酸铅晶体发光性能的改善不同，并使得晶体中正电子俘获中心和低价氧的浓度发生不同变化.其中掺镧晶体的正电子俘获中心和低价氧浓度均上升，而掺钇和掺铋晶体的正电子俘获中心和低价氧浓度均下降，掺锑晶体则出现了正电子俘获中心浓度上升、低价氧浓度下降的情况.提 关键词： 钨酸铅晶体 +3价离子掺杂 正电子湮没寿命谱 x光电子能谱     

F,Y双掺钨酸铅晶体的发光性能和微观缺陷

通过透射光谱、光产额(LY)和光致发光等发光性能测试，研究了F,Y双掺钨酸铅(PbWO₄ ，简称PWO)晶体的发光性能，并利用热释光曲线和正电子湮没寿命谱对F,Y双掺PWO晶 体中的缺陷种类和变化进行了分析. 结果表明：与未掺杂晶体相比，双掺样品在350nm附近 的透过率大大提高，吸收边向短波方向移动约30nm，光致发光谱中出现位于350nm的发光峰 ，双掺样品的LY(100ns内)为未掺杂PWO的2.7倍左右.晶体中主要存在的缺陷为(WO_{3)^{-关键词： F Y双掺钨酸铅闪烁晶体 高光产额 热释光 正电子湮没寿命谱}}     

Nb2O5掺杂对提高钨酸铅晶体发光性能的微观研究

通过透射谱、X射线激发发射谱(XSL)的测试，研究了布里奇曼(Bridgman)法生长的掺铌钨酸铅晶体的发光性能，并利用正电子湮没寿命谱(PAT)和X射线光电子能谱(XPS)的实验手段，对其微观缺陷进行了深入研究。结果表明，铌掺杂能够有效地改善钨酸铅晶体的350nm吸收带，提高钨酸铅晶体的发光快成分比例，并使得晶体中的正电子捕获中心浓度上升，低价氧浓度上升。提出掺铌钨酸铅晶体中Nb^5 将占据W^6 格位并使得晶体内部分(WO4)^2-根团成为(NbO3 Vo)^-，由此可改善钨酸铅的发光性能。     

掺钇钨酸铅晶体发光性能和微观缺陷的研究

通过透射谱、X射线激发发射谱（XSL）的测试，研究了Bridgman法生长的掺钇钨酸铅晶体的发光性能，并利用正电子湮没寿命谱（PAT）和X光电子能谱（XPS）实验手段，对掺钇钨酸晶体的微观缺陷进行研究。实验表明，钇掺杂能够提高钨酸铅晶体的发光快成分比例，并使得晶体中的正电子俘获中心浓度下降，低价氧浓度下降。提出掺钇钨酸铅晶体中钇的掺杂主要以Y^3 占据VPb的形式存在。Y^3 占据VPb可能是钨酸铅晶体吸收边得到改善的原因，而由于晶体内低价氧浓度的减少，作为绿光发光中心的（WO3＋O^-)基团的减少可能会使发光快成分比例有所增加。     

钨酸铅晶体中的偶极缺陷

在用阻抗谱研究PbWO₄（PWO）晶体的介电特性时发现，掺La³⁺的PW O晶体中存在典型的介电弛豫现象，它被归因于La³⁺进入Pb位并与铅空位V_Pb缔合 成偶极缺陷.这一结果不仅清楚地证明了PWO晶体中铅空位的存在，而且表明阻抗谱测试可以成为PWO晶体微结构研究的有力工具.以阻抗谱测试为主要工具，结合光吸收谱（包括红外谱）和x射线光电子能谱，阐明了在异价掺杂离子（3+，4+，5+以及3+和5+双掺）掺杂的PWO晶体中 关键词： 钨酸铅 偶极缺陷 异价掺杂 退火效应     

氘化对KH2PO4晶体微观缺陷影响的正电子湮没研究

采用传统降温法从不同程度氘化(x=0, 0.51, 0.85)的生长溶液中生长氘化KH₂PO₄(KDP) 晶体, 利用正电子湮没技术(正电子寿命谱和多普勒展宽谱)、结合X射线衍射谱(XRD) 结构分析, 对KDP晶体氘化生长的微观缺陷进行了研究, 讨论了氘化程度对晶体内部微观结构特性、缺陷类型和浓度的影响. XRD结果显示晶胞参数a, b值随氘含量的增加而增加, c值无明显变化; 正电子寿命谱结果发现随着氘化浓度的提高, KDP晶体内部中性填隙缺陷以及氧缺陷不断增加, 引起晶体晶格畸变; 氢空位、K空位、杂质替位缺陷不断发生缔合反应形成复合缺陷, 缺陷浓度不断减少; 团簇、微空洞等大尺寸缺陷也在不断发生聚合反应, 缺陷浓度表现为不断减少. 多普勒实验结果表明随着氘化程度的提升, 晶体内部各类缺陷表现为同步变化. 实验结果表明, KDP晶体在低浓度氘化生长(50%以内)下缺陷反应较弱, 而在高浓度氘化(50%以上)下的缺陷反应显著增强.     

Hg1-xCdxTe晶体缺陷的正电子湮没寿命

利用正电子(e⁺)湮没寿命谱实验研究了Hg_1-xCd_xTe晶体样品的空位缺陷.碲溶剂法生长的样品，不论是n型导电还是p型导电都存在大量的Hg空位.经过合适的退火工艺，p型材料转为n型，同时对正电子的俘获效应减小，表现为正电子湮没平均寿命值减小14—17ps.若退火温度高于350℃，正电子湮没寿命值又增大，表明Hg空位浓度增加.得到HgCdTe中正电子的体寿命为τ_b=272ps.根据正电子湮没寿命和电参数的测量结果，得出 关键词：     

Co掺杂纳米ZnO微结构的正电子湮没研究

利用正电子湮没技术研究了10 at.% Co掺杂的Co₃O₄/ZnO纳米复合物中退火对缺陷的影响. 利用X射线衍射(XRD)测量了Co₃O₄/ZnO纳米复合物的结构和晶粒尺寸. 随着退火温度升高,Co₃O₄相逐步消失,ZnO晶粒尺寸也有显著增加. 经过1000 ℃以上退火后,Co₃O₄相完全消失,并出现了CoO的岩盐结构. 正电子湮没寿命测量显示出Co₃O₄ /ZnO纳米复合物中存在大量的Zn空位和空位团. 这些空位缺陷可能存在于纳米复合物的界面区域. 当退火温度达到700 ℃后Zn空位开始恢复,空位团也开始收缩. 900 ℃以上退火后,所有空位缺陷基本消失,正电子寿命接近ZnO完整晶格中的体态寿命值. 符合多普勒展宽谱测量也显示Co₃O₄ /ZnO纳米复合物经过900 ℃以上退火后电子动量分布与单晶ZnO基本一致,表明界面缺陷经过退火后得到消除. 关键词： ZnO 界面缺陷 正电子湮没     

纳米Fe3 O4 颗粒的正电子湮没谱学研究

测量了磁性纳米Fe₃O₄颗粒的X射线衍射谱(XRD)、正电子湮没寿命谱(PALS)和符合多普勒展宽谱(CDBS),研究了不同压力和退火温度对磁性纳米Fe₃O₄颗粒物相、电子结构、缺陷及电子动量分布等的影响. XRD,PALS,CDBS测量结果表明:纳米Fe₃O₄颗粒的缺陷浓度随压力的增加而增大,但物相和缺陷类型并未发生变化;磁性纳米Fe₃O_{4< 关键词： 正电子 3}O₄')" href="#">Fe₃O₄ 寿命谱 多普勒展宽谱     

Study on Irradiation Damage of Bi-Doped PbWO4 Crystal

The luminescence and point defects of pure lead tungstate crystals (PbWO₄) and Bismuth (Bi) doping crystal (PbWO₄:Bi)grown by modified Bridgman method are studied. It is found that irradiation results in the great change of the transmission and X-ray excited emission after γ-ray irradiation about 4 Mrad dose. The defects in PbWO₄ crystal have been studied by means of positron annihilation lifetime and X-ray photoelectron spectra. The results show that Bi dopant suppresses the concentrations of positron capture centers and low-valent oxygen ions.After γ-ray irradiation,in the pure crystal the concentration of lead vacancy (V_Pb) is decreased and that of low-valent oxygen increased; on the contrary,in Bi dopant crystal the concentrations of positron capture centers increased and that of low-valent oxygen ions suppressed. It is tentatively proposed that Bi³⁺ dopants would mainly occupy the sites of lead vacancies resulted from Pb volatilization. And irradiation changes the chemical valence of Bi element,which is Bi³⁺→Bi⁵⁺.The Bi⁵⁺ will replace the lattice W⁶⁺ ions and it will cause some (WO₄)^2－ replaced by (BiO₃+V_O)^－.     

掺钇钨酸铅晶体缺陷的理论研究

采用基于密度泛函理论的相对论性离散变分和嵌入团簇方法，计算了掺钇PbWO₄ 晶体中多 种相关缺陷的电荷分布和不同团簇缺陷结合能，由能量最低原理发现［2(Y³⁺Pb)-V″_Pb］缺陷在各相关缺陷形式中最为稳定.并运用过渡 态方法计算了轨 道跃迁的激发能，算出掺Y后晶体中O2p→Y4d的跃迁能量为3.9eV，表明掺Y不会引起晶体中3 50nm和420nm吸收.从掺Y对PbWO₄晶体电子结构的影响来看，其作用机理与掺La 的情况也有较大差异. 关键词： 4晶体')" href="#">PbWO₄晶体 密度泛函 掺Y 态密度分布     

Effect of annealing on structural and optical properties of lead tungstate microcrystals

Shuttle-like lead tungstate (PbWO₄) microcrystals are synthesized at room temperature using the precipitation method with the cetyltrimethyl ammonium bromide. Results from both the X-ray diffraction and the scanning electron microscopy show that the lattice distortions of the PbWO₄ microcrystals are reduced significantly when the annealing temperature is increased to 873 K. The result from the ultraviolet-visible diffuse reflectance spectroscopy shows that the exciton absorption appears in the sample annealed at 673 K. The self-trapped exciton luminescence due to the Jahn-Teller effect is also observed in the blue band. The interstitial oxygen ions in the WO₄^2- groups are mainly resposible for the enhancement effect of the green luminescence of the annealed samples. The above results are supported by the spectrum analysis of the as-grown and the post-annealed samples using the X-ray photoelectron spectroscopy.     

钇掺杂钨酸铅晶体中的极化子和导纳谱

在室温至160 ℃范围内测量了掺钇钨酸铅(PWO∶Y)晶体的直流电导率,证明此时的载流子为极化子.观察到极化子由能带导电到跳跃导电转变引起的电导率极小.在此温区的交流导纳分析给出的交流电导率比直流电导率大三个数量级,说明此时的交流电导率主要是复介电常数的贡献.当样品的电导率和介电常数均随频率而变化时,从交流测量只能得到样品的总的导纳谱，而不能将其中的电导谱和介电谱分开. 关键词： 钨酸铅 电导谱 介电谱 导纳谱 极化子     

氧含量对BiFeOδ多晶陶瓷介电特性的影响

采用固相反应法制备了不同含氧量的BiFeO_δ多晶陶瓷样品，利用HP4294A阻抗分析仪测量了样品的介电特性随频率和氧含量的变化，用正电子湮没寿命谱学的方法研究了样品中因氧含量的变化所引起的结构缺陷. 实验结果表明：引入氧空位和氧填隙离子缺陷都会使介电常数减小，而介电损耗则随氧含量的增加而增加，二者的变化范围均在10%—35%之间；对不同氧含量的BiFeO_δ样品，介电常数和介电损耗随测量频率的增加而减小. 氧空位的引入使得局域电子密度变小，正电子平均寿命τ_m增加. 在氧含量δ=2.99时电子密度最大(n_e=3.90×10²³/cm³)，继续增加氧含量对正电子寿命与局域电子密度的影响不大. BiFeO_δ样品的介电常数和介电损耗随氧含量的变化可以在空间电荷限制电导的框架下来理解.     

PbWO4电子结构的密度泛函计算

采用基于密度泛函理论的相对论性离散变分和嵌入团簇方法模拟计算了PbWO₄晶体的本征能级结构.发现价带主要由O2p轨道组成,含有部分W5d轨道;导带主要由W5d和O2p的轨道组成.发现导带底由Pb6p_1/2的狭窄能级占有.禁带宽度和价带宽度分别约为4.8和4eV.计算结果很好地解释了实验得到的反射谱,并从理论上分析了PbWO₄晶体蓝光的发光模型. 关键词： 密度泛函 电子结构 4')" href="#">PbWO₄     

Growth and spectroscopic characteristics of Nd-doped PbWO4 crystal

Nd-doped PbWO4 crystals are grown by using the modified Bridgman method.The spectroscopic properties of the crystals are investigated.The changes of the absorption band at 350 nm are discussed for samples annealed at 740℃ and 1040℃.The radiative lifetime of the 4 F 3/2 level is calculated by using the Judd-Ofelt theory according to the absorption spectrum of 0.5 at.% Nd-doped PbWO 4 crystal.The spontaneous Raman scattering properties of the crystals are analysed.     

Thermal annealing behavior of luminescence of Gd3+-doped PbWO4 single crystal in air atmosphere

The results of photoluminescence measurements on as-grown PbWO₄:Gd³⁺ show that Gd³⁺ acts as a sensitizer of luminescence in the PbWO₄ lattice. Effects of sequential annealing in air atmosphere on luminescence of PbWO₄:Gd³⁺ were investigated by means of X-ray excited luminescence and photoluminescence. The annealing experiments indicate that the essence of the annealing in air atmosphere is the exchange of oxygen components between PbWO₄:Gd³⁺ crystal and the environment to improve the defects in the lattice. Annealing at a temperature of about 640 °C could further enhance the luminescence of PbWO₄ and depress it at a higher temperature. However, PbWO₄:Y³⁺ and PbWO₄:La³⁺ crystals do not show any luminescence enhancement in the same annealing process. A tentative mechanism of luminescence enhancement due to annealing is suggested. PACS 74.62.Dh; 81.40.Tv; 78.55.-m; 82.80.Pv; 78.70.En