Ce 3+ 掺杂浓度对Cs 2 LiYCl 6 晶体闪烁性能的影响

发布时间：2021-03-11 07:08

　　Cs₂LiYCl₆（缩写为CLYC:Ce）闪烁晶体具有良好的能量分辨率（～4.5%）、优异的线性非比例响应,出色的脉冲形状甄别能力,非常适用于进行中子/伽马分辨的国土安全领域。为了获得最佳Ce³⁺离子掺杂浓度,利用坩埚下降法生长了Ce³⁺离子掺杂浓度分别为0.1%, 0.3%, 0.5%, 0.7%, 1%（原子分数）的CLYC:Ce晶体,从每个晶体毛坯中取出一个尺寸为Φ11 mm×5 mm且无裂纹和包裹体的样品,测试了它们的光学和闪烁性能。发现Ce³⁺离子掺杂浓度为0.3%～0.5%时, CLYC拥有相对更好的闪烁性能。在这个浓度范围内, CLYC的相对光输出为20000 photons/MeV。其中CLYC:0.5%Ce在¹³⁷Cs激发下的能量分辨率约为5.4%,衰减时间常数分别为:2.4, 24.4, 483.1和2855.2 ns,分别对应芯价发光、 Ce³⁺直接捕获发光、二元V_k和电子扩散和STE向Ce... 

【文章来源】：中国稀土学报. 2020,38(06)北大核心

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【部分图文】：

5个CLYC:Ce晶体毛坯照片

从同一位置取出的尺寸为Φ11×5 mm3的CLYC:Ce样品

图3展示了尺寸为Φ11 mm×5 mm的CLYC:0.1%～1%Ce样品的透过光谱和吸收光谱。 在可见光波段范围, 5个样品的紫外截止吸收边都位于225 nm, 透过率相差不大且在400 nm以上波段均高于60%, 说明晶体的光学质量较好。 CLYC:0.1%Ce在345 nm处出现了强且窄的吸收峰, 随着Ce3+浓度的增加, 该吸收峰开始展宽为吸收平台, Ce3+掺杂浓度越高, 吸收平台越宽, 吸收强度也有所提高。 在269和280 nm处还出现了较弱的吸收峰。 由于Ce3+离子占据了CLYC中的正八面体Oh格位, 在晶体场的作用下5d能级分为较低的三重态t2g和较高的双重态eg[17]。 因此310～375 nm的吸收平台归因于Ce3+离子从基态 2F5/2能级到较低的5d能级t2g的跃迁。 269和280 nm的吸收峰可以用从基态2F5/2能级到Ce3+更高的5d能级eg的跃迁来解释。2.2 荧光光谱

【参考文献】：
期刊论文
[1]稀土晶体研究进展[J]. 徐兰兰,孙丛婷,薛冬峰.  中国稀土学报. 2018(01)
[2]Characterization of the new scintillator Cs2LiYCl6:Ce3+[J]. Kui-Nian Li,Xian-Peng Zhang,Qiang Gui,Peng Jin,Geng Tian.  Nuclear Science and Techniques. 2018(01)



本文编号：3076074