Y:PWO晶体的性能研究

Study on Properties of Y:PWO

钨酸铅晶体具有优良的闪烁性能 ,是应用于高能电磁量能器光探测的一种新型闪烁材料 ,已被欧洲核子研究中心 (LHC)正在筹建的大型强子对撞机上的CMS实验选作精密电磁量能器材料。它在高能物理、天体物理等领域具有广泛的应用前景。PbWO4原料的合成是将纯度为 99.99%的PbO和WO3 粉料按照 1∶1 (摩尔比 )称量、充分混合、烧结而成 ,Y2 O3 是按比例加入。利用电子探针测试提拉炉壁上挥发物的主要成分为PbO ,即在晶体的生长过程中是缺Pb的 ,造成晶体中存在铅空位 (VPb)和氧空位 (Vo)。Pb3 +、O-等缺陷对PWO晶体的闪烁性能、透过率、辐照硬度、色心产生等都有很大的影响。我们试图通过原料化学计量比的调整 (即补充一定量PbO)和掺入杂质来补偿PWO晶体中组分缺失。我们用提拉法生长 5 0mm长的Y∶PWO晶体 (原料中添加定量的PbO) ,由透过率曲线图可以看出 ,此晶体与纯的PWO提拉晶体相比在 35 0nm处的透过率有明显提高。利用Bridgman方法生长满尺寸的Y∶PWO晶体 ,生长速率为 1mm/h ,加工到位的尺寸为 :小端截面为 2 3mm× 2 3mm ,大端截面为 2 5mm× 2 5mm ,长度为 2 30mm ,六面抛光。本文报道了不同掺杂浓度的Y∶PWO晶体以及偏Pb的Y∶PWO晶体的透过率、光产额、辐照硬度和漂白效应。结果表明