锗酸铋(Bi_4Ge_3O_(12))单晶闪烁体

1965年,Nitsche[1]第一次拉成锗酸铋(以下简称BGO)单晶.然而把BGO单晶作为闪烁体来进行研究,其历史却还不到十年.1973年,Weber等人[2]首先用X射线激励,研究了它的发光机理和荧光特性.1977年,Cho等人[3]对 BGO和 Nal(TI)闪烁体用于探测低能核辐射进行了比较。指出:由于BGO具有较     

Bi_(12)GeO_(20)的旋光性和法拉第效应

在4300～8000(?)波长范围研究了Bi_(12)GeO_(20)的旋光性和法拉第效应.分析表明,锗酸铋的旋光频散特性可以用Drude的分子旋光模型来描述.它的较强的法拉第效应使它有可能用于光学非互易器件或偏振旋转器中.     

中子非弹性散射对Bi_(12)GeO_(20)和Bi_(12)SiO_(20)旋声性的研究

通过用中子非弹性散射测量旋声晶体高对称方向的横声学支声子色散曲线的劈裂,从三个方面研究了同构异质晶体Bi_(12)GeO_(20)和Bi_(12)SiO_(20)的旋声特性。值得注意的是,沿〈111〉方向传播的左旋、右旋圆偏振声子具有不同的衰减。其中传播速度快的圆偏振声子衰减较大,该结论为这两种晶体所证实,这是在晶体旋声性研究中首次观察到的现象。实验还直接确定了衰减较大的这支声子的寿命约为2×10~(-11)S。     

锗酸铋(BGO)长时延声表面波卷积器

BGO长时延声表面波卷积器是在国际上首创,它是用慢声速压电晶体锗酸铋(Bi_(12)Geo_(20))作基片,构成具有特别长的相互作用时间的卷积器。在解决了相关的理论、设计、大面积平面光刻工艺及外电路匹配等问     

锗酸铋声表面波沟槽栅脉冲压缩滤波器

声表面波沟槽栅脉冲压缩滤波器(RAC器件)是一种优良的色散延迟线.它利用声表面波在沟槽栅阵上的反射,形成色散时延,具有时延长、带宽大、寄生信号小、可以内加权、脉冲压缩性能好等特点.制作在锗酸铋材料上的RAC器件除这些特点外,由于声表面波速度比一般材料约低一倍,因而更适于制作小体积、大时延     

提拉法生长BGS(Bi_(12)Ge_xSi_(1-x)O_(20))系列低声速新单晶

用提拉法,生长了BGS(Bi_(12)Ge_xSi_(1-x)O_(20))系列中六种新的低声速单晶材料。晶体尺寸约为15×15×80mm~3。BGS系列单晶属等轴晶系,23点群,空间群是I23或I2_13二者之一,晶格常数为α≈10.11A。密度在9.20×10~3kg/m~3(BG)至9.30×10~3kg/m~3(BS)之间。(100)方向的纵波声速υ=3.7×10~3m/s,与BG单晶和BS单晶相近。     

锗酸铋(Bi4Ge3O12)中铋(209Bi)核的零场核磁共振研究

锗酸铋(Bi₄Ge₃O₁₂)作为一种新型的有发展前景的单晶闪烁材料,使得对这种材料的各种性质的研究很能引起人们的兴趣。本工作的目的是想通过核磁共振这一方法对锗酸铋样品的研究,得到有关其微观结构方面有用的信息。尝试性实验的结果说明锗酸铋中铋核具有非常强的四极相互作用,在7.0T的磁场下,铋核的核磁共振谱成为一个无法测量的宽谱。本文利用了零场这个实验条件,成功地避开了强四极耦合引起的在磁场下的谱线变宽的困难,在Bncker-MSL300脉冲FT核磁共振谱仪上首次精确地测定了国产锗酸铋单晶粉末样品中²⁰⁹Bi核的四极耦合常数:高温下e²qθ/h=1474.18MHz。我们还在288K到150K的温度范围内测量了四极耦合常数的温度效应。发现在这个温度区域²qθ/h的值在1509.59MHz至1474.00MHz之间有规律的变化。极强的四极相互作用和明显的温度效应可能暗示着某种有待进一步研究的现象的存在。D.Brinkmann和A.B.Dension在一九七二年为研究电光晶体(electro-optic crystal)的性质,用单晶核磁共振的方法得到e²qθ/h的值为488±1MHz的结果^[1],与本实验得到的值相差很大。这种差別的原因也有待进一步研究。     

国产锗酸铋(BGO)闪烁体定时性能的研究

用与单电子脉冲平均高度相比较的方法测得国产BGO试制样品在特定条件下的光电子产额为687/MeV;在一套β-γ符合的时间谱仪上研究BGO光脉冲形状,表明主要有两种发光成份,寿命为τ₁=60ns成份的相对强度I₁占9％左右,成份τ₂=310ns的相对强度I₂占86％,此外,似乎还存在一个寿命约1.2μs强度很弱的成份;使时间谱仪于γ-γ符合方式下工作,起始道为NE111-XP2020塑料闪烁计数器,停止道为小体积BGO-XP2020计数器,测⁶⁰Co两γ射线瞬时符合分辨曲线,得到在E≥1MeV下系统时间分辨率FWHM=0.70ns.以上测量结果与国产NaI（TI）及国产塑料闪烁体ST401的测量结果作了对照.     

锗酸铋晶体的超声特性

本文采用超声脉冲回波法在4.2K—300K温区内测试了锗酸铋晶体[110]和[111]晶向的超声纵波衰减与温度的关系,结果在50K附近均出现由于激活弛豫过程所引起的大的异常衰减峰;本文还用脉冲回波重合法精密测定了[100],[110]和[111]晶向的超声纵波和横波的声速,并由此计算出弹性常数C₁₁,C₄₄和C₁₂。     

铌酸锂和锗酸铋单晶的生长

一、铌酸锂单晶的生长铌酸锂单晶是采用提拉法生长的人工单晶,它属于三方晶系３ｍ点群的晶体,是铁电、压电和电光材料．它具有高机电耦合系数、高机械品质因子和高居里点等特点．易于生长成大块单晶,能用作微声器件、高频高温超声换能器、激光的调制和倍频以及无线电的高频宽带滤波器等,是一种多用途的材料．１．生长工艺采用国产原料,其中Ｎｂ２Ｏ５的纯度有高纯９９．９９％和低纯冶金级二种,Ｌｉ２ＣＯ３为ＡＲ纯,配?...     

锗酸铋晶体的光子探测性能研究

本文报道我们对国产BGO晶体的光子探测性能研究的一些结果:BGO晶体相对于NaI（T1）的发光强度是12％,能量分辨是ΔE/E=14％/E（MeV）^1/2,光输出与入射光子能量之间的线性关系良好.我们还对发光衰减时间及温度效应作了研究.     

锗酸铋晶体二波耦合效应的研究

本文叙述了锗酸铋晶体的生长。采用二波耦合光路测试BGO晶体的衍射效率和增益系数,研究BGO晶体的二波耦合中光波的位相变化。     

H^＋注入锗酸铋晶体表面层的性质

Ｈ＾＋注入锗酸铋（Ｂｉ４Ｇｅ３Ｏ１２或ＢＧＯ）晶体引起某些效应，如辐射损伤，光学吸收和近表层区域的晶体分解。经Ｈ＾＋注入后，ＢＧＯ晶体的颜色变成棕色，但实验中证实不了该变化是由色心的产生所引起。此外，实验中也示观察到Ｈ＾＋注入ＢＧＯ晶体中有离子束诱发的光学活性变化。可见在注入过程中，未发生从Ｂｉ４Ｇｅ３Ｏ１２转变到Ｂｉ１２ＧｅＯ２０的结构相变，由此预见，注入过程中可能发生离子束引起的晶体分解。Ｈ＾     

高居里温度铋层状结构钛钽酸铋(Bi_3TiTaO_9)的压电、介电和铁电特性

随着现代信息技术的飞速发展,压电材料的应用范围进一步拓展,使用的温度环境越来越严苛,在一些极端环境下对压电材料的服役性能提出了新的挑战.因此研究具有高居里温度同时具有较强压电性能的压电材料,是迫切需要解决的问题.本文利用普通陶瓷工艺制备了高居里温度铋层状结构钛钽酸铋Bi_3TiTaO_9+x wt.%CeO_2(x=0—0.8,简写为BTT-10xCe)压电陶瓷,研究了钛钽酸铋陶瓷的压电、介电和铁电特性.压电特性研究表明,稀土Ce离子的引入可以提高BTT陶瓷的压电性能, BTT-6Ce (x=0.6)陶瓷具有最大的压电系数d33～16.2 pC/N,约为纯的BTT陶瓷压电系数(d33～4.2 pC/N)的4倍.介电特性研究显示, BTT和BTT-6Ce (x=0.6)陶瓷均具有高的居里温度, T_C分别为890℃和879℃,同时稀土Ce离子的引入降低了BTT陶瓷的高温介电损耗tand.铁电特性研究表明,稀土Ce离子的引入提高了BTT陶瓷的极化强度.在180℃温度下和110 kV/cm的电场驱动下, BTT和BTT-6Ce (x=0.6)陶瓷的矫顽场Ec分别为53.8 kV/cm和57.5 kV/cm,剩余极化强度Pr分别为3.4μC/cm~2和5.4μC/cm~2.退火实验显示:稀土Ce离子组分优化的BTT压电陶瓷经800℃的高温退火后,仍具有优异的压电性能温度稳定性.研究结果表明, BTT-6Ce (x=0.6)陶瓷兼具高的居里温度T_c约为879℃和强的压电性能d33约为16.2 pC/N、较好的压电性能温度稳定性,是一类压电性能优异的高温压电陶瓷.     

大尺寸锗酸铋闪烁晶体与暗物质粒子探测

正暗物质的存在已被大量天文观测数据所证实,但却从未被直接探测到,揭开暗物质之谜有望是继相对论及量子力学之后的又一次重大科学突破。暗物质探测国际竞争异常激烈,为了抢占最佳时间窗口和保持优势,我国于2015年底发射了暗物质粒子探测卫星,该卫星是人类在轨观测能段范围最宽和能量分辨最优的空间探测器,其关键探测指标达国际领先水平。该     

NSECT的锗酸铋阵列相邻信号叠加算法模拟研究

由于受激元素所辐射的光子能量范围主要集中在100 keV~6 MeV之间,因此通过基于此能量范围的射线源模拟实验研究了采用锗酸铋（BGO）阵列相邻信号叠加实现能量高分辨率的新方法并分析比较了其性能。结果显示：对于较高能的光子,若仅使用单根BGO晶体产生的信号时不可能得到较好的能量分辨率;而当使用BGO阵列将该单晶体产生的信号与相邻晶体产生信号相加,则能谱质量会变得更佳。对于能量分辨率为90 keV的能量窗,通过模拟得到平均固有空间分辨率为3.938 mm (FWHM)。     

锗酸铋阵列探测器用于中子激发发射计算机断层扫描成像

 中子激发发射计算机断层扫描成像对探测器有着较高的要求,为了探讨利用传统阵列探测器实现其应用的可行性,利用模拟的方法给出了锗酸铋（BGO）晶体阵列探测器的基本性能。对高能光子在单根BGO晶体中的能谱进行了分析,提出叠加相邻晶体信号以提高能量分辨率的修正方法。结果表明:此方法能够很大程度上优化输出能谱,并能够得到较好的空间分辨率。     

利用锗酸铋晶体的电光补偿型光学应力传感器

利用锗酸铋(BGO)晶体的弹光双折射与电光双折射可以相互补偿的特性,设计并研究了一种新型光学应力传感器。折射率椭球分析结果表明,在垂直于BGO晶体的(111)晶面方向上同时施加应力和电场,晶体的弹光双折射能够被电光双折射所补偿,因而可以实现应力的闭环光学测量。光学传感单元主要包括两个棱镜偏振器和一块平行四边形的BGO晶体,该晶体自身能够通过对光波的两次全反射产生0.5π的光学相位偏置,因而不需要附加四分之一波片。实验测量了30kPa以内的压缩应力,被测压缩应力与补偿电压之间具有较好的线性关系,且每1kPa压缩应力所需要的补偿电压约为4.26V。     

锗酸铋阵列探测器用于中子激发发射计算机断层扫描成像

中子激发发射计算机断层扫描成像对探测器有着较高的要求,为了探讨利用传统阵列探测器实现其应用的可行性,利用模拟的方法给出了锗酸铋（BGO）晶体阵列探测器的基本性能。对高能光子在单根BGO晶体中的能谱进行了分析,提出叠加相邻晶体信号以提高能量分辨率的修正方法。结果表明:此方法能够很大程度上优化输出能谱,并能够得到较好的空间分辨率。     

Er3+掺杂的锗铋酸玻璃光谱性质的研究

制备了一种新型掺Er3 锗铋酸盐玻璃。分析了吸收光谱和上转换荧光光谱,并应用Judd-Ofelt理论计算了锗铋酸盐玻璃的3个强度参量tΩ(t=2,4,6),分别为Ω2=3.35×10-20cm2,Ω4=1.34×10-20cm2以及Ω6=0.67×10-20cm2。研究了在两种不同的激发光下(980和808 nm)锗铋酸盐玻璃的发光机制。根据McCumber理论,分析了在1.55μm光通讯窗口的光谱性质,计算了能级4I13/2→4I15/2跃迁的受激发射截面,结果显示掺Er3 锗铋酸盐玻璃具有较宽的荧光半高宽和较大的受激发射截面。因此有希望成为高效的上转换发光材料和1.55μm光通讯材料。