Improvement on the Luminescence Property of Y, Sb Co-doped PbWO_4 Single Crystal

The effect of Y and Sb co-doping on the luminescence property of PbWO 4 crystals has been investigated. Compared with undoped PbWO4, the transmittance and emission peak intensity of Y∶Sb∶PbWO 4 crystals were obviously improved. In addition, its transmittance cutoff wavelength and emission peak shifted to the shorter one. The mechanism of effect of Y and Sb on the transmittance spectra was briefly discussed. The light yield of Y∶Sb∶PbWO 4 crystals was 25p.e./MeV, which was two times of that of undoped PbWO 4. Our experiments showed that Y and Sb co-doping was a selectable method to improve the luminescence property of PbWO 4.

大尺寸Y:PbWO_4晶体的坩埚下降法生长与光学均匀性研究

报道了大尺寸Ｙ：ＰｂＷＯ４晶体的坩埚下降法生长工艺，讨论了影响晶体生长的主要 因素．探讨了消除晶体开裂、抑制晶体组分过冷的工艺措施，成功地生长出无宏观缺陷的大尺 寸Ｙ：ＰｂＷＯ４晶体，尺寸达５２ｍｉｎ×５２ｍｍ×２５０ｍｍ．同时，对实验样品沿晶体生长方向不同部 位的横向透过率及发射光谱进行了测试，结果表明，坩埚下降法生长的大尺寸Ｙ：ＰｂＷＯ４晶体 具有较好的光学均匀性．

K_3Sb_(0.3)Y_4O_8·6H_2O新型低温相的水热合成与表征

A novel low temperature phase K3Sb0.3Y4O8. 6H2O was synthesized hydrother-mally from K2O-Sb2O3-Y2O3-H2O system, and characterized by means of XRD, SEM, IR,TG, DTA and ICP methods- The unit cell for the product is hexagonal with the cell parame-ters a = 1.657 6nm and c= 1.186 5 nm. The volume of the cell is calculated to be 2. 823 3nm3. The product was decomposed into oxides from 310℃ to 390 ℃.

大尺寸PbWO4：Y晶体光谱性能的均匀性研究

报道了用改进的布里奇曼（Bridgmam）法生长的大尺寸PbWO4：Y晶体光谱性能均匀性的研究．通过对依次切自大尺寸PbWO4：Y毛坯晶体的籽晶端、中间部位和顶端三块晶体（24m×24m×24mm）的透射光谱、X-ray激发发射光谱、发光衰减寿命、光产额和辐照损伤等方面的光谱性能测试，表明了Y掺杂能显著改善PbWO4晶体的光谱性能，使晶体在短波330-420nm范围的透过率明显提高，抗辐照能力增强．

混合溶剂下Y^(3+)-PbWO_4微晶的制备及光致发光性质

以不同比例的乙二醇(EG)和水(H2O)为混合溶剂,通过直接沉淀法在室温条件下成功制备了不同形貌的钇掺杂钨酸铅(Y3+-Pb WO4)微晶,利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、光致发光光谱仪(PL)等对微晶的微观结构以及光学性能进行了表征。研究结果表明:混合溶剂中的EG的比例对Y3+-Pb WO4微晶的形貌演变起到了关键的作用;不同形貌的Y3+-Pb WO4微晶表现出不同的光致发光性能,通过高斯拟合发现其发光峰由蓝光峰、绿光峰和黄光峰构成,峰位均随着混合溶剂中EG含量的增加而先红移再蓝移,绿光峰和黄光峰的强度随着混合溶剂中EG含量的增加而分别下降和增加,表明Y3+-Pb WO4微晶的光致发光与其晶粒尺寸、形貌存在密切的联系。

Y^(3+)掺杂PbWO_4微晶的合成及发光性质研究

在乙二醇-蒸馏水混合溶剂中,以水热法制备出不同钇(Y3+)掺杂浓度的钨酸铅(PbWO4)微晶,并利用X射线衍射(XRD)、X射线荧光光谱(XRF)和光致发光光谱(PL)分别对样品的结构和发光性能进行了表征。结果显示,Y3+掺杂使PbWO4微晶的发光强度最大提高了近4倍,且随着Y3+掺杂浓度的增加发光峰位红移近40nm;另外,通过对发光曲线的高斯拟合发现,所有的发光峰都是由蓝光峰、绿光峰、黄光峰和红光峰组成,并分别探讨它们的可能起源及Y3+掺杂对它们所产生的影响。

大尺寸PWO:(Sb,Y)晶体光谱特性的表征研究

报道了用改进的Bridgmam法生长的大尺寸PbWO4:(Sb,Y)晶体的光谱特性的表征研究.通过对依次切自大尺寸PbWO4:(Sb,Y)毛坯晶体的籽晶端、中间部位和顶端三块晶体(-23mm×23mm×20mm)的透射光谱、X射线激发发射光谱、紫外激发与发射光谱、发光衰减寿命、光产额和辐照损伤等方面的光谱性能测试,结果表明,Sb、Y双掺杂能显著改善PbWO4晶体的光谱性能,使晶体在短波330-420nm范围的透过率明显提高,光产额增加,抗辐照能力增强.但从籽晶端到顶端的性能存在一定的差异,说明大尺寸的PbWO4:(Sb,Y)晶体的均匀性还有待提高.

大尺寸PWO:(Mo,Y)晶体发光均匀性的研究

报道了用改进的Bridgman法生长的大尺寸PbWO4:(Mo,Y)晶体发光均匀性的表征研究。通过对大尺寸的PbWO4:(Mo,Y)晶体不同部位的透射光谱、X射线激发发射光谱、光产额和抗辐照损伤能力等光学和闪烁性能的测试,结果表明在实验所涉及的掺杂浓度范围,Mo、Y双掺杂能显著改善PbWO4晶体的发光均匀性,增强其抗辐照损伤能力。

掺Y对PbWO_4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 .

Sb_2O_3掺杂对提高PbWO_4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Sb2 O3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、光输出和辐照损伤等方面的测试 ,讨论了Sb2 O3掺杂对提高PbWO4 晶体光学及闪烁性能的作用。

掺Gd^(3+),Y^(3+)对PbWO_4低温热释光的影响

通过热释光方法研究了PbWO4(PWO) ,PWO :Y3+ ,PWO :Gd3+ 多晶粉末及PWO ,PWO :Y单晶的低温 (<30 0K)热释光现象 .多晶粉末中 ,掺杂Y3+ 或Gd3 + 都会大大降低甚至消除 2 0 0K附近的热释光峰 ,同时产生新的热释光峰 ,分别位于 12 5和 15 0K(掺Y掺Gd) .这表明掺三价离子除了起到电荷补偿作用以减少Pb3+ ,O- 浓度外 ,还可以产生新的陷阱能级 .对于PWO :Y单晶 ,掺杂Y3 + 可以消除 2 5 3K的热释光峰 ,即消除较深 (～ 0 .89eV)的陷阱 ,但PWO单晶中较浅的陷阱 (～ 0 .42eV)对应 130K热释光峰仍然存在 ,对此进行讨论 ,它最可能源于氧空位缺陷 .根据Pb3+ ,Gd3+ ,Y3 + 的电子库仑势不同 ,在PWO晶体中替代Pb2 + 后形成的电子陷阱深度有别 (EPb>EGd >EY) 。

提高PbWO_4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Ｆｅ２＋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Ｆｅ２＋氧化为无色的Ｆｅ３＋。

掺钇钨酸铅晶体发光性能和微观缺陷的研究

通过透射谱、X射线激发发射谱 (XSL)的测试 ,研究了Bridgman法生长的掺钇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)实验手段 ,对掺钇钨酸铅晶体的微观缺陷进行研究。实验表明 ,钇掺杂能够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俘获中心浓度下降 ,低价氧浓度下降。提出掺钇钨酸铅晶体中钇的掺杂主要以Y3 + 占据VPb的形式存在。Y3 + 占据VPb可能是钨酸铅晶体吸收边得到改善的原因 ,而由于晶体内低价氧浓度的减少 ,作为绿光发光中心的 (WO3 +O-)基团的减少可能会使发光快成分比例有所增加。

掺钇钨酸铅晶体的研制

PbWO4晶体已被西欧核子中心确定用于建造大型强子对撞机 (LHC)中的精密电磁量能器 ,并与我所签定生产意向。根据他们对晶体提出的光输出大于 8个光电子 /MeV ,辐照损伤小于 1 0 %等要求 ,我们对掺钇钨酸铅晶体进行了研究。采用高纯原料 ( 99.99%以上 )PbO∶WO3 =1∶1 (摩尔比 ) ,在原料中掺入质量分数为 1 .5×1 0 -4 的Y2 O3 。将此原料充分混合在一定温度下熔制成多晶 ,用硅碳棒加热 ,采用铂坩埚下降法生长大尺寸PbWO4晶体 ,生长方向为c轴生长 ,生长速度为 1 .0～ 1 .2mm/h。我们发现晶种质量及方向、温度梯度及温场分布对晶体性能有很大影响。我们在实验中选取完好无开裂且与c轴方向一致的晶种 ,并采用计算机多路分别控制 ,消除温场的波动 ,保证生长环境的稳定 ,保持固液界面的稳定。通过实验我们能够生长出 2 8mm× 2 8mm× 2 80mm的晶体 ,晶体内部无开裂、气泡、散射颗粒但晶体顶部略带黄色。过去通常认为PbWO4晶体带黄色是由于晶体内缺氧引起 ,可通过氧退火解决。而我们认为PbWO4晶体在熔晶及生长过程中PbO易挥发故采用偏铅生长 ,在这之后我们得到无色透明的优质PbWO4晶体 ,经测试其性能完全符合西欧核子中心使用要求 ,其中光输出大于 1 2个光电子 /MeV ,辐照损伤小于 5 % ,再由一定的温度退火 ,?