锗酸铋晶体的辐照损伤及热释光研究

对不同厂家生产的大量锗酸铋晶体及若干掺杂样品,采用不同辐照源和剂量进行了实验,记录了它们的光吸收和热释光。辐照损伤来源于色心的形成,光吸收随着辐照剂量而增加,几千拉德的辐照剂量使光吸收达饱和,这可能是因为作为色心起源的缺陷数目达到了饱和。在所有情况下,吸收曲线的形状不变。吸收随时间以及在不同温度下的恢复呈现出两个区:一个快区,一个慢区。热释光曲线通常出现两个峰,第一个峰出现在100℃左右,形状不对称,为一级动力学机制,第二个峰出现在140℃左右,形状对称,它的动力学机制复杂。锗酸铋晶体经辐照后的光吸收与热释光之间有着很好的联系,每一个热释光峰都对应着色心消失的温度阈值。掺杂样品的研究表明,杂质,特别是铁对锗酸铋晶体的辐照损伤起着重要的作用。提出了能解释实验结果的模型,存在一种与铁的离子置换有关的陷阱,以及两种损伤恢复的机制,一个是局域迁移,另一个是通过价带。