【摘 要】
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硅酸铋(Bi4Si3O12:简称BSO)是一种闪烁材料,BSO晶体是常见的材料类型,其物理性能与闪烁材料BGO相似,并且作为闪烁材料,BSO晶体的衰减时间比BGO快,同时BSO原料成本要比BGO的低
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硅酸铋(Bi4Si3O12:简称BSO)是一种闪烁材料,BSO晶体是常见的材料类型,其物理性能与闪烁材料BGO相似,并且作为闪烁材料,BSO晶体的衰减时间比BGO快,同时BSO原料成本要比BGO的低,高纯的BSO多晶原料对BSO晶体的生长也具有重要的意义。但BSO晶体的光输出值相对较小,目前研究者们主要通过掺杂的手段来改善BSO晶体的发光性能。本文以高温固相合成法制备了Eu掺杂BSO粉体,Eu掺杂BSO粉体颗粒的粒径明显减小,其在波长为394nm的近紫外光激发下,发射峰从常规的613nm迁移至703nm。结合粉体热释光曲线图分析可知：因Eu掺杂浓度的不断增加,一部分Eu3+离子取代BSO中Bi3+离子的位置,一部分Eu3+离子则进入BSO的晶格间隙中,基质材料因掺杂的Eu3+离子及Eu3+离子位置的不对称性形成若干深度较浅的缺陷,俘获电子能力增强,宏观上表现为Eu3+离子发光现象的变化。本文采用高温固相合成法制备了纯相的Dy掺杂BSO多晶粉体原料,并通过坩埚下降法生长了不同掺杂浓度的BSO晶体。根据Dy掺杂BSO晶体的相关测试结果得出：低浓度掺杂有利于提高晶体的光输出性能,高浓度掺杂则有利于抑制晶体生长过程中的组分分凝,增强晶体生长质量,但光输出性能降低。结合材料的热释光测试结果表明：低浓度的Dy3+离子掺杂对Bi3+离子的光输出具有敏化作用,掺杂后提高了晶体的光输出,但是随着掺杂浓度的增加,Dy3+离子可以作为独立的发光中心,而和Bi3+离子具有竞争性,故高浓度掺杂所对应的晶体光输出值减小。
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