Er3+掺杂钨酸铅晶体的发光和光谱特征

本试验测试了Er3 掺杂钨酸铅晶体(PbWO4:Er3 )的吸收光谱,依据J-O理论,首次计算报道了光谱项特征:J-O强度参数、量子荧光效率、荧光分支比等,Ω2=3.75×10-20cm2,Ω4=0.67×10-20cm2,Ω6=0.41×10-20cm2。计算证实,PWO:Er3 中几乎有80%的激发能量非辐射跃迁转移致4I13/2能级,4I13/2的计算寿命是5200μs,J-O计算显示,在PWO中产生4I13/2→4I15/2和发射1.53μm.有高的几率。讨论了不同浓度Er3 掺杂对于吸收系数和PbWO4晶体光学吸收边的影响,讨论了Er3 掺杂PbWO4晶体的光致发光和X射线激发发光光谱,PbWO4:Er3 晶体中存在着从PbWO4基质到Er3 离子的能量传递,发光光谱的分析表明,这种能量传递是共振能量传递。     

钨酸铅闪烁晶体的双掺杂性能研究

本文采用坩埚下降法生长出了PbWO4:(F,Er)晶体和PbWO4:(F,Nd)晶体,并且对此两种晶体透过性能和闪烁发光性能进行了测试分析.透过光谱结果显示,PbWO4:(F,Er)晶体和PbWO4∶(F,Nd)晶体在350 nm至700nm范围内的透过率比纯的钨酸铅均有较大的提高.紫外激发发射光谱测试结果表明,通过双掺杂可以提高钨酸铅晶体闪烁发光的强度,并且PbWO4:(F,Er)双掺杂晶体在波长为527 nm处和546 nm处均形成了较强的发光峰.通过对掺杂晶体进行XRD分析可知,阴阳离子的同时掺入并未引起钨酸铅晶体结构的明显改变.     

钐掺杂钨酸铅晶体的生长

为了用提拉法生长出质量优良的衫掺杂钨酸铅晶体,通过理论分析,实践论证,确定了生长晶体的工艺参数.温度梯度采用较成熟工艺,讨论晶体的生长速度和旋转速度.晶体生长速度为2 ～5mm/h;晶体旋转速度为35 ～50r/min;以45℃/h的速度降至室温,同时保持30r/min的旋转速度.得到了不同浓度衫掺杂的表观透明,无碎裂淡粉红色的钨酸铅晶体,且目前得到晶体的最大尺寸为φ25mm×40 mm.     

NaF、LiF掺杂钨酸铅晶体的性能研究

采用坩埚下降法生长了NaF、LiF掺杂钨酸铅(PbWO4)晶体,研究了掺杂晶体的透射光谱、光产额和X射线激发发射谱等发光性能.结果表明:与未掺杂PbWO4晶体相比,NaF掺杂可以显著提高PbWO4晶体在350nm附近的透过率,其X射线激发发射谱中出现新的发光峰;而LiF掺杂引起了晶体可见光范围内的强烈吸收,造成PbWO4晶体光产额的显著下降.基于影响PbWO4晶体闪烁性能的原因分析,提出了采用其它价态金属氟化物掺杂来提高PbWO4晶体光产额的新思路.     

钨酸铅(PbWO4)晶体的研究概况

本文概要介绍了近年来国内外钨酸铅晶体的研究进展,包括它的晶体结构、常见缺陷、发光机制及掺杂改性等,着重阐述了着色机制和掺杂改性,并介绍了几种具有代表性的关于该晶体发光机制的观点.     

高光产额钨酸铅(PbWO4)晶体的研究进展

钨酸铅(PbWO4)晶体由于具有高密度、短辐照长度、高的辐照硬度和快发光等特点而成为目前最具发展潜力的闪烁晶体之一,但其光产额低的缺点限制了它在高能领域以外的应用.因此,提高钨酸铅晶体的光产额以使其在PET装置等低能领域获得应用已成为近年来钨酸铅晶体的研究热点.本文综述了高光产额钨酸铅晶体的研究现状,指出了目前存在的问题.结合理论分析,提出采用坩埚下降法晶体生长技术,离子掺杂和退火等措施是进一步提高钨酸铅晶体光产额的主要途径.     

Eu3+掺杂SrZn2(PO4)2晶体的发光光谱和结构研究

采用高温固相合成法合成了Eu3+掺杂的SrZn2(PO4)2晶体,使用X射线粉末衍射(XRD)、扫瞄电子显微镜(SEM)、傅立叶红外光谱(FT-IR)等手段对晶体结构进行了表征.使用了激光选择激发和发射技术,对于Eu3+掺杂的SrZn2(PO4)2晶体进行了发光表征和研究,分别测试了Eu3+离子的5D0→7F0激发光谱和5D0→7FJ (J = 1, 2, 3, 4)发射光谱、发光衰减及荧光寿命.Eu3+的7F0和5D0态都是单态,不发生分裂,对应于7F0→5D0激发跃迁的数目就是Eu3+在晶格中的晶体学位置.实验证实了在Eu3+掺杂的SrZn2(PO4)2晶体之中,Eu3+在样品中只有一个晶体学位置,Eu3+取代了与它半径相近的Sr2+而处于较高的对称格位.     

Sb掺杂钨酸铅晶体中Sb的分布与闪烁特性研究

研究了Bridgman法生长的Sb掺杂钨酸铅(PWO)晶体中Sb的分布和闪烁特性.晶体中Sb含量的测定表明,Sb在PWO晶体中的分凝系数约为0.63.由于Sb掺杂可以补偿PWO晶体的组分缺失而降低其中空位和一些色心的浓度,与未掺杂晶体相比较,Sb掺杂晶体具有更好的光学透过率和更高的发光强度.而且,在富氧气氛下退火后,Sb掺杂晶体的发光谱特征变化较小,仍能保持较高的快慢分量比.     

Eu3+扩散钨酸铅晶体(PbWO4)光学性能研究

利用离子扩散法对下降法生长PbWO4晶体进行Eu3+扩散,通过透射光谱、荧光光谱、光产额和衰减时间的测试,研究了Eu3+扩散对PbWO4晶体的光学性能的影响.结果表明:Eu3+扩散PbWO4晶体可明显改善在350 nm波段的透过率,荧光光谱主峰为430 nm,且发光强度得到增强,在1000 ns的积分时间门宽内光产额为46 pe/MeV,衰减时间为6.5 ns.     

La:PbWO4晶体中La3+离子的分布及其对晶体辐照硬度的影响

对Ｌａ掺杂钨酸铅晶体从其头部到尾部逐点测量了透射谱及辐照诱导色心吸收谱,实验结果清楚地证实了Ｌａ掺杂改善ＰｂＷＯ４晶体辐照硬度的作用。根据晶体生长的分凝理论对晶体中Ｌａ的分布浓度进行了计算,得到了晶体３５０ｎｍ处光透过率与Ｌａ分布浓度的关系曲线,它可以作为选择最佳掺Ｌａ浓度的依据。     

掺钇钨酸铅晶体缺陷的理论计算

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,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,并讨论了相关缺陷的电荷补偿机制.VPb是掺Y钨酸铅晶体中主要的电荷补偿方式.YPb3++VPb相关缺陷可能是晶体中存在的主要缺陷,其中[2(Y3+Pb)-VPb']在晶体中更稳定.缺陷态[2(Y3+Pb)-VPb']和[(Y3+Pb)-VPb']的态密度分布及其激发能的计算结果表明:掺Y晶体O2p→W5d的跃迁能量均为4.3eV,使周围WO42-禁带宽度增大,可改善420nm与350nm的吸收,并通过减少VPb-VO联合空位可有效抑制PbWO4晶体的本征吸收.晶体中掺Y与掺La对发光影响不同,掺Y可敏化PWO晶体的蓝发光.     

钨酸铅闪烁晶体垂直梯度凝固法生长及光学性能研究

本文报道了垂直梯度凝固法(VGF)生长PWO晶体的研究结果.通过优化工艺参数,成功获得直径25mm、长度140mm的PWO晶体.通过测试PWO晶体的XRD、透过光谱、荧光光谱等,研究了所得晶体的光学性能.结果表明:VGF法生长PWO晶体在350～420 nm处的光学透过率明显提高,荧光发光主峰位于435 nm,是快发光峰,但慢发光比例有所增加.     

大尺寸PWO:(Mo,Y)晶体发光均匀性的研究

报道了用改进的Bridgman法生长的大尺寸PbWO4:(Mo,Y)晶体发光均匀性的表征研究.通过对大尺寸的PbWO4:(Mo,Y)晶体不同部位的透射光谱、X射线激发发射光谱、光产额和抗辐照损伤能力等光学和闪烁性能的测试,结果表明在实验所涉及的掺杂浓度范围,Mo、Y双掺杂能显著改善PbWO4晶体的发光均匀性,增强其抗辐照损伤能力.     

Surfactant‐assisted synthesis of novel star‐like PbWO4 hierarchical architectures

Large‐scale star‐like PbWO₄ hierarchical architectures were controllably synthesized by a facile surfactant‐assisted technology under mild conditions in the presence of a mixed solvent of ethylene glycol and water. The morphology, structure, and phase composition of PbWO₄ architectures were characterized by X‐ray diffraction (XRD), field emission scanning electron microscopy (FE‐SEM), field emission transmission electron microscopy (FE‐TEM), and nitrogen adsorption‐desorption isotherms. The possible formation mechanism of the star‐like PbWO₄ architectures (initial nucleating stage and a subsequent self‐assembly stage) was proposed based on the observations from a time‐dependent morphology evolution process, which may pave the way to shape‐controlled synthesis of inorganic nanocrystals with the complex structures. This route provides a facile strategy to fabricate complex hierarchical PbWO₄ structures. (© 2010 WILEY‐VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim)     

阴离子掺杂钨酸铅晶体的生长与发光性能研究

本文报道了阴离子F~-, Cl~-, I~- 和S~(2-)掺杂的PbWO_4晶体的生长与发光性能.通过对掺杂PbWO_4晶体的X射线粉末衍射、紫外可见区的透过光谱、光致激发、光产额和发光衰减特性进行了测试表征,结果表明:F~-掺杂能使PbWO_4晶体在短波方向的透过率明显提高,显著提高PbWO_4晶体的发光强度,但增加的发光强度主要来自于慢发光的贡献.而随着掺杂阴离子半径和电荷数的增加,PbWO_4晶体的发光强度逐渐降低,并且PbWO_4晶体吸收截止边逐渐向长波方向移动.     

Effect of Annealing on the Luminescene Property of PbWO4 Crystals Grown by the Czochralski Method

PWO Crystals grown by the Czochralski method were annealed under different conditions. The transmittance of PWO crystal was decreased when it was annealed in anoxygen‐rich environment; where as it was in creased when the crystal was annealed in vacuum. A mechanism on the transmittance change was proposed. The main peaks of X‐ra y exite demission spectra showed that both as‐grown and vacuum‐annealed crystals fit into blue light region with the latter one showing higher intensity. The oxygen‐rich annealed crystals hifted to longer wave length of green light region at lower intensity. The faster components in the light yield of crystals annealed in vacuum were higher correspondence to its higher intensity of the blue light.