纳米掺碳氧化铝薄膜辐射导致的发光特性的研究

发布时间：2018-04-11 07:42

  本文选题：纳米掺碳氧化铝薄膜 + 发光机理　； 参考：《新疆大学》2015年硕士论文

【摘要】：Al2O3:C晶体作为传统辐射剂量材料已广泛应用于辐射剂量学领域,通过电化学法在草酸溶液中也可以制备出含有碳杂质的纳米多孔氧化铝薄膜,本论文主要探究这种纳米掺碳氧化铝薄膜的发光机理以及热释光、光释光、辐射发光特性。在草酸溶液中通过阳极氧化法制备纳米掺碳氧化铝薄膜,利用扫描电镜(SEM)观测样品的表面、截面形貌,结果显示氧化铝薄膜呈现均匀有序的多孔状结构,孔径在30~100nm之间,X射线能谱(EDS)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)测试表明制备的纳米多孔氧化铝薄膜中含有草酸杂质且薄膜在500℃退火后草酸杂质没有全部分解;纳米掺碳氧化铝薄膜的形成机理分析表明在薄膜制备过程中引入了三种缺陷,分别为F+、F和草酸杂质相关的缺陷,用波长330nm的光激发薄膜,在约420nm处出现很强的发光峰,此发光峰为复合发光峰,借助高斯拟合研究表明薄膜发光是由F+、F和草酸杂质相关发光中心引起,且F中心起主导作用。纳米掺碳氧化铝薄膜热释光测试结果表明:500℃退火后的样品在低温(约80℃)和高温(约310℃)出现两个热释光峰外,在190℃也出现热释光峰,而其它温度下退火的样品均在低温和高温出现两个热释光峰,600℃退火后的样品在约300℃处的发光峰最强;对热释光曲线在200~500℃间的面积进行积分,得到未退火,300、400、500、600℃退火后的样品热释光剂量响应曲线在剂量1~10Gy范围内具有很好的线性性,在剂量范围10~120Gy内出现超线性。光释光测试表明:纳米掺碳氧化铝薄膜光释光特性优异,600℃退火后薄膜的光释光最强,不同温度退火后的薄膜光释光剂量响应曲线在1~200Gy整体上具有很好的剂量线性关系。对晶体Al2O3:C辐射发光特性做了数值模拟,模拟结果能为进一步的实验提供参考。这些都为纳米掺碳氧化铝薄膜成为辐射剂量材料提供了足够的可能,也为进一步的研究打下坚定的基础。
[Abstract]:Al2O3:C crystal has been widely used in the field of radiation dosimetry as a traditional radiation dose material. Nanometer porous alumina films containing carbon impurities can also be prepared by electrochemical method in oxalic acid solution.In this paper, the luminescence mechanism, thermoluminescence, photoluminescence and luminescence characteristics of the nano-carbon doped alumina thin films are studied.Carbon doped alumina films were prepared by anodizing method in oxalic acid solution. The surface and cross-section morphology of the samples were observed by scanning electron microscopy (SEM). The results showed that the alumina thin films showed a homogeneous and ordered porous structure.X-ray energy dispersive spectroscopy (EDS) and Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) measurements show that the nano-porous alumina films contain oxalic acid impurities and the oxalic acid impurities are not completely decomposed after annealing at 500 鈩，

本文编号：1735053