PbWO4晶体中铅空位相关的色心模型

使用密度泛函缀加平面波法，按照能量最低原理采用共轭梯度方法对几种含铅空位和不含铅 空位的钨酸铅晶体进行结构优化处理，计算了铅空位周围晶格的弛豫，得到铅空位周围的晶 格结构，同时对计算结果进行了讨论；在得到几何优化结构的基础上，利用相对论性密度泛 函离散变分法进一步计算了几种钨酸铅晶体结构的电子态密度.计算结果表明：1）铅空位周 围的晶格驰豫的结果使铅空位的局部电负性减弱.2）Pb 6s态的能级位于离价带顶10eV左右 ，说明Pb 6s态上的电子很难再失去，所以在钨酸铅中不太可能存在Pb3+或Pb4+ .3）价带顶主要由O的2p态占居，氧的2p态最容易失去电子.4）铅空位周围的可能形成的 色心是VF- VK+缔合色心. 关键词： 铅空位 PbWO4晶体 结构优化 电子结构 色心     

闪烁晶体的发光研究进展

概述了近年来闪烁体发光研究的进展,主要介绍用于未来高能物理实验的新型闪烁体发光机理研究,选取我们在研BaF₂,BaF₂:RE,CeF₃以及PbWO₄中的一些新进展。重点谈及三点:(1)在BaF₂的“价带^→芯带”跃迁发光研究基础上进行稀土(Gd³⁺-Eu³⁺)掺杂时观察到的量子剪裁以及对多光子发光的新思考;(2)CeF₃晶体发光的级联能量传递中,Ce³⁺(290nm发射带)与缺陷发光中心(340nm发射带)间能量传递及其传递效率的温度依赖;(3)PbWO₄晶体的发光中心研究中,提出以“WO₄^-2+O_i”绿光中心替代“WO³+F”中心观点的依据。同时也简介了医用闪烁体的最新进展。     

掺Y对PbWO4闪烁体的热释光影响

研究了纯PbWO₄和PbWO₄:Y晶体经γ射线辐照和可见光光照前后室温 以上的热释光.发现大剂量辐照后掺Y可以有效地抑制热释光的强度并使热释光峰移向高温, 说明掺Y有利于提高光输出的稳定性.可见光光照也会影响热释光并可以产生新的热释光峰, 这可能是由于光释电子(或空穴)被浅陷阱重新俘获或是光照后产生了新型色心的结果. 关键词： 4')" href="#">PbWO₄ 掺Y 热释光     

PbWO4晶体空位型缺陷电子结构的研究

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PbWO4晶体中与氧空位和铅空位相关缺陷的态密度分布,并运用过渡态方法计算了其激发能.结果表明:PbWO4晶体中WO3+VO缺陷的O2p→W5d跃迁可引起350nm和420nm附近的吸收,并且发现VPb的存在可以使WO42基团的禁带宽度明显变小 关键词： PbWO4晶体 密度泛函 氧空位和铅空位 态密度分布     

含铅空位的PbWO4晶体光学性质及其偏振特性的研究

利用完全势缀加平面波局域密度泛函近似，计算了含铅空位的PbWO₄（PWO）晶 体的电 子结构，模拟计算了复数折射率、介电函数及吸收光谱的偏振特性. 比较含铅空位的PWO晶 体与完整的PWO晶体的吸收光谱及其偏振特性，得到与铅空位相关的吸收光谱及其偏振特性 ，计算结果与实验结果基本相符. 计算得到的含铅空位的PWO晶体的光学偏振特性反映了PWO 晶体的结构对称性. 计算结果表明PWO晶体中350，420，550和680 nm的吸收带的出现与PWO 晶体中铅空位的存在直接相关. 关键词： 4晶体')" href="#">PbWO₄晶体 电子结构 光学性质 铅空位     

国产BaF2(La)晶体闪烁性能的研究

在BaF₂中掺入1% mol的BaF₃结晶出BaF₂(La)晶体,经测试,此晶体闪烁发光快成份的强度比纯BaF₂晶体不减弱,而发光慢成份被抑制约4倍,耐辐照能力可以达到10⁶rad,表明新晶体有希望满足未来高能物理实验的要求.     

掺Sb和PbWO4晶体发光性能的改善

首次报道了ＰｂＷＯ４：Ｓｂ的光谱特性,包括透射谱和Ｘｅ灯光源激发的发射与激发谱,掺Ｓｂ具有增强绿光带、抑制红光带并大幅度提高光产额的效果,通过与空气退火ＰＷＯ发光的比较,对绿光带的起因、Ｓｂ掺杂的作用也进行了简要的讨论。     

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     

稀土Gd3+掺杂对PbWO4发光的增强

本文研究了稀土Gd^3 掺杂于PbWO4的发射光谱,激发光谱及其浓度依赖。Gd^3 在PWO4中的发光完全被猝灭,而PWO4的发射光谱形状不变,掺入约50ppm后PWO4的绿光带有所增强,掺入约100ppm后PWO4的蓝光带有所增强。Gd^3 的激发态进入PWO4的导带并把能量反向传递给PWO4基质是其可能的发光增强机制,低掺杂的PWO4：Gd是一种性能优良的闪烁体材料。     

掺Sb对PbWO_4晶体发光性能的改善

首次报道了ＰｂＷＯ４：Ｓｂ的光谱特性,包括透射谱和Ｘｅ灯光源激发的发射谱与激发谱．掺Ｓｂ具有增强绿光带、抑制红光带并大幅度提高光产额的效果．通过与空气退火ＰＷＯ发光的比较,对绿光带的起因、Ｓｂ掺杂的作用也进行了简要的讨论．     

不同气氛退火对PbWO4单晶发光的影响

通过对不同气氛条件下退火的PbWO4(PWO)单晶样品的激发谱与发射谱的对双研究，发现真空退火从整体上抑制PbWO4的发光强度，氧空位（Vo）缺陷是420nm吸收和红光发射的原因，而空气退火可以有效抑制Vo缺陷，全面改善PWO的发光性能。另外，首次报道了310nm附近的激子激发峰发生劈裂的现象，其中波长较长的320nm激发对应于与Vo缺陷相关的激子激发态。     

含铅空位PbWO4晶体光学性质的模拟计算

为了研究钨酸铅晶体中铅空位对光学性质的影响,利用完全势缀加平面波局域密度泛函近似,按照能量最低原理采用共轭梯度方法,对含铅空位的PbWO4(PWO)晶体进行结构优化处理。计算了含铅空位的PWO晶体的电子结构、复数折射率、介电函数及吸收光谱,并与完整的PWO晶体进行了比较。结果表明：完整的PWO晶体在可见和近紫外区域内无吸收,而含铅空位的PWO晶体在可见和近紫外区域出现2个明显的吸收峰,这2个吸收峰可分解成4个高斯线型的吸收带,它们的峰值分别为350nm、405nm、550nm和670nm。可以得出这样的推论：PWO晶体中350nm、420nm、550nm和670nm吸收带的出现都与铅空位的存在有关。     

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。     

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W 5d轨道 ;导带主要由W 5d和O2 p的轨道组成 .发现导带底由Pb6 p1/ 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     

晶体光输出非均匀性的测量和研究

利用²²Na放射源和符合测量方法实现了对钨酸铅晶体的光输出纵向非均匀性的精细测量.研究了改变晶体表面粗糙度对光输出非均匀性的影响.     

Nd3+掺杂PbWO4晶体的光谱特征和浓度效应

钨酸铅晶体(PbWO4)是新型的闪烁晶体,针对其广阔的光电子应用,实验测试了Nd3 掺杂PbWO4晶体的吸收光谱,讨论了不同的Nd3 掺杂浓度对于吸收系数和PbWO4光学吸收边的影响。依据Judd-Ofelt理论计算了吸收截面积、强度参数、量子荧光效率、荧光分支比等。讨论了不同浓度Nd3 掺杂的PbWO4晶体的光致发光光谱;室温LD808nm泵浦下,1.06μm荧光发射的荧光强度、荧光寿命和发射截面积,论述了这些性能随Nd3 掺杂浓度的变化关系。     

钨酸铅晶体的本征色心和辐照诱导色心

根据钨酸铅晶体(PbWO4,简称PWO)的缺陷化学和晶体结构特点,用光吸收谱、广延X射线吸收精细结构(EXAFS)和精密X射线衍射(XRD)方法对高温退火后PWO晶体进行微结构研究,获得了其退火前后缺陷变化的情况,据此提出生成态(asgrown)晶体中350nm本征色心吸收带起源于V-F空穴心,并指出PWO中紫外区色心吸收带的强度取决于晶体中铅空位和氧空位浓度之差:[VPb]-[VO];然后,结合晶体在紫外光(UV)辐照过程中色心的转化规律和偏振吸收谱的实验结果,提高420nm辐照诱导色心吸收带起源于V0F双空穴心.并对所提出的PWO晶体色心模型的合理性进行了讨论. 关键词： 钨酸铅 本征色心 辐照诱导色心 色心模型