+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     

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。     

变价元素铋掺杂钨酸铅晶体辐照损伤的研究

采用剂量为4Mrad的γ射线辐照Bridgman法生长的未掺杂和掺铋钨酸铅晶体,研究了辐照前后晶体的透射光谱、X射线激发发射光谱(XSL)的变化.利用正电子湮没寿命谱(PAT)和X光电子能谱(XPS)的实验手段,对钨酸铅晶体辐照前后的微观缺陷进行了研究,并对其抗辐照损伤性能及微观机理进行了初步探讨.研究表明,铋掺杂使得晶体中的正电子捕获中心和低价氧浓度下降;辐照后,未掺杂晶体中正电子捕获中心浓度下降,低价氧浓度上升,掺铋晶体则出现了与之完全相反的情况,正电子捕获中心浓度上升,低价氧浓度下降.提出掺铋钨酸铅晶体中铋的掺杂辐照前主要以Bi³⁺占据VPb的形式存在,辐照使变价元素铋发生Bi³⁺→Bi⁵⁺的变价行为,Bi⁵⁺可以替代W⁶⁺格位并使得晶体内部分(WO₄)^2－根团形成(BiO₃+V_o)^－.     

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}}     

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.     

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(V< sub>Pb)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. 关键词： 掺镧钨酸铅晶体 正电子湮没寿命谱 X射线电子能谱 缺陷     

钨酸铅晶体的性能测试

通过实验给出了不同生长条件下的钨酸铅(PbWO₄或PWO)晶体的多项性能指标,包括激发发射谱、透射谱、荧光衰减时间、光产额、辐照损伤等实验结果,并对结果进行了讨论.     

钨酸铅晶体的辐照损伤研究

报道对钨酸铅晶体作低剂量辐照损伤研究的实验装置、方法、和结果.利用北京计量科学研究院的小型⁶⁰Co放射源对4块钨酸铅晶体作了辐照损伤的实验,发现光产额随辐照剂量的增加呈现指数衰减,最后趋于饱和.     

用EXAFS方法研究钨酸铅晶体的缺陷结构

钨酸铅晶体具有很强的结构敏感性,导致复杂的缺陷现象.本研究试从微结构的角度阐明钨酸铅晶体的退火过程和异价离子掺杂机制.实验方法包括光吸收谱(以及红外谱),阻抗谱,X射线光电子能谱,和EXAFS分析.其中EXAFS信号能够给出配位原子种类,数量和距离等结构信息,可以发挥十分重要的作用.简述了2002年度北京同步辐射装置EXAFS工作站上完成的钨酸铅晶体缺陷研究工作中取得的主要结果.     

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     

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.     

提高PbWO4晶体光学性能的研究

钨酸铅（ＰｂＷＯ４）晶体在生长过程中由于缺氧产生了氧空位缺陷和Ｆｅ＾２＋杂质缺陷，使晶体着色，光学性能下降，在晶体生长过程中掺进Ｓｂ２Ｏ３，能消除氧空位，将Ｆｅ＾２＋氧化为无色的Ｆｅ＾３＋，较大幅度地提高ＰｂＷＯ４晶体的光学性能和闪烁性能。     

Sb2O3掺杂对提高PbWO4晶体光学及闪烁性能的作用

采用改进的布里奇曼（Ｂｒｉｄｇｍａｎ）法生长了掺杂Ｓｂ２Ｏ３的ＰｂＷＯ４晶体。基于透射光谱、紫外激发及其发射谱、Ｘ射线激发的发射谱、光输出和辐照损伤待方面的测试,讨论了Ｓｂ２Ｏ３掺杂对提高ＰｂＷＯ４晶体光学及闪烁性能的作用。     

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。