Growth and Spectral Properties of Yb^3＋-doped Ba3Gd（BO3）3 Crystal

Crystal of Yb3+-doped Ba3Gd(BO3)3 has been grown by the Czochralski method. The spectroscopic characterizations have been investigated at room temperature. The Yb3+:Ba3Gd(BO3)3 crystal exhibits broad absorption at 976nm with FWHM of 7nm and large overall spitting of 2F7/2 manifold (823cm-1). The absorption and emission cross sections are 5.09×10-21cm2 at 976nm and 0.97×10-21cm2 at 1040nm,respectively. The fluorescence lifetime is 2.84 ms.     

Czochralski法生长Lu2SiO5：Ce晶体的发光特性

本文使用铱坩埚感应加热Czochralski法成功地生长出了无色透明且尺寸达5 0mm× 6 0mm的Lu2 SiO5:Ce晶体。XRD结构分析表明 ,该晶体为单斜结构。在室温下分别以X射线和紫外光为激发源测量了该晶体的发射光谱 ,获得的发射波长分别为 4 0 3nm和 4 2 0nm ,光衰减时间为 4 1ns,光产额达 32 0 0 0p/MeV。发射光谱的双峰结构以及晶体的发光特性证明其发光源于Ce3 离子的 5d1→5F5/ 2 和 5d1→5F7/ 2 跃迁。     

Czochralski法生长Lu2SiO5:e晶体的发光特性

本文使用铱坩埚感应加热Czochralski法成功地生长出了无色透明且尺寸达φ50mm×60mm 的Lu2SiO5:e晶体.XRD结构分析表明, 该晶体为单斜结构.在室温下分别以X射线和紫外光为激发源测量了该晶体的发射光谱,获得的发射波长分别为403nm和420nm,光衰减时间为41ns,光产额达32000p/MeV.发射光谱的双峰结构以及晶体的发光特性证明其发光源于Ce3+离子的5d1→5F5/2 和 5d1→5F7/2跃迁.     

焦硅酸镥(Lu2Si2O7:Ce)闪烁晶体的生长与发光性能研究

铈掺杂的焦硅酸镥晶体(简写为LPS:Ce)是新近发现的一种具有潜在应用价值的无机闪烁晶体.本文用提拉法成功地生长出尺寸为φ15mm×40mm的LPS:Ce晶体.XRD结构测试表明,该晶体属于单斜晶系,C2/m空间群,晶体中分布有少量的LPS和石英颗粒包裹体.对从毛坯中切割出的无色透明晶体样品在室温下分别进行了透射光谱、紫外激发、X射线激发发射光谱和衰减时间测试.结果表明,铈(Ce3+)离子掺杂使LPS晶体的紫外吸收边从175nm红移到350nm,紫外和X射线激发的荧光光谱中都可以分解出384nm和412nm两个发射峰,它们分别对应于电子从铈(Ce3+)离子的5d轨道向4f轨道的两个能级(2F5/2和2F7/2)的辐射跃迁,从衰减曲线中可以拟合出一个38.75ns的时间常数.这些发光特征与该晶体独特的晶体结构密切相关.     

硅酸镥闪烁晶体的生长与缺陷研究

本文采用提拉法生长出了硅酸镥闪烁晶体,讨论了晶体生长中遇到的问题,所生长的硅酸镥晶体有开裂、解理、多晶、回熔现象等宏观生长缺陷和包裹物、位错等微观缺陷.开裂是由热应力和晶体解理两种因素引起的,其中热应力是导致开裂的主要因素,优化生长工艺条件可完全避免开裂.晶体中存在两种包裹物,成份分别为氧化镥和坩埚材料铱,氧化镥很可能是未参加反应的原料,也有可能是氧化硅挥发而导致氧化镥析出.     

Influence of Self-Absorption and Impurities on Scintillation Properties of （Lu0.1Y0.9）A103：Ce Single Crystals

Lu0.1Y0.9AlO3：Ce single crystals in dimensions Φ30×90 mma are successfully grown by the Czochralski method. The light output and energy resolution of the crystal in dimensions Φ14×2mm^3 are 9420 photons/MeV and 12.5% respectively. Dependence of the light output on the thickness of the sample is found and explained by the self-absorption in the range of 320-370nm and the underlying parasitic absorption around 250hm. In addition, the local enrichment of Ce ions and the presence of low-valent impurity ions may cause the deterioration of its light output. In addition, Lu0.1 Y0.9AlO3：Ce has an almost constant fluorescence decay time of 16ns in the temperature range of 80-373 K.     

Lu2Si2O7∶Ce晶体的闪烁性能

用提拉法生长了Lu2Si2O7∶Ce晶体,对该晶体的闪烁性能进行了研究。透射光谱表明,Lu2Si2O7∶Ce晶体的吸收边比Lu2SiO5∶Ce晶体向短波方向移动了25nm,使透光范围进一步拓宽。X射线发射光谱和UV激发发射光谱均具有典型的双峰特征,主峰在378nm。UV激发发射谱具有温度效应,即375K以上时,发光效率迅速降低;425K以上时,发光主峰位明显红移。衰减曲线符合单指数式衰减规律,常温下经UV激发后的衰减时间约为34ns。从曲线形态看,375K以下的衰减谱与室温下的几乎完全相同,拟合的结果在32.8～34ns之间;衰减时间的温度效应从375K开始显现,即随温度的升高,衰减时间有加速变短的趋势,到500K时缩短为6.72ns。热释光谱在488,553K处有两个热释光峰,但室温附近几乎观察不到热释光峰。     

钇掺杂量对LuxY1-xAlO3:Ce晶体结构和发光性能的影响

研究了Y掺杂量对LuxY1-xAlO3：Ce晶体结构和发光性能的影响，结果表明：固溶体晶体LuxY1-xAlO3：Ce（x=0～0．3）仍为正交晶系赝钙钛矿型结构。随着Y掺杂量的减少，晶胞体积减小、晶体密度增大、本征吸收降低、光输出增大，衰减时间由YAlO3：Ce的29．7ns降低至Lu0.3Y0.7Al03：Ce的24．2ns。随着Y掺杂量的减少，发射谱的峰位由YAlO3：Ce的390nm逐步紫移至Lu0.3Y0.7AlO3：Ce的384nm，这表明尽管LuxY1-xAlO3：Ce晶体的光激发一发射机制并未发生明显的变化，但掺杂还是引起了稀土格位晶体场的变化，激活离子Ce^3＋的激发态与基态能级之间的能级差随Y掺杂量的减少逐步加大。Y掺杂含量的降低在改善晶体闪烁性能的同时也降低了晶体的热稳定性，增强了晶体的放射性本底。