【摘 要】
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钨酸铅(PbWO4)晶体是一种新型闪烁晶体材料,被广泛应用于高能物理领域。但是,光产额低的缺点限制了它在其它领域的应用。目前,提高该晶体的光产额仍是人们的研究重点和难点。
【出 处】
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中国科学院研究生院 中国科学院大学
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钨酸铅(PbWO4)晶体是一种新型闪烁晶体材料,被广泛应用于高能物理领域。但是,光产额低的缺点限制了它在其它领域的应用。目前,提高该晶体的光产额仍是人们的研究重点和难点。本论文选择PbWO4为研究对象,利用X射线衍射、中子粉末衍射、光谱测试等技术详细研究了其微观结构和发光性能,探讨了晶体结构与发光性能之间的关系,并探索制备了高发光性能晶体。
本论文采用共沉淀法制备了发光峰位于450～500nm的蓝光波段、发光强度显著提高的PbWO4粉体,并分析了影响粉体高发光性能的重要因素。利用水热法尝试进行了高发光性能PbWO4晶体的探索制备,分别在高温低压水热条件下(300℃,450 bar),生长出在14 K具有弱蓝色发光的Pb3WO6新型晶体,空间群为P21/n,晶胞参数为a=7.8643(6)A,b=9.2036(8)A,c=9.0652(8)A,β=90.299(5)°;在高温高压水热条件下(300℃,750 bar),生长出具有高发光性能的白钨矿PbWO4晶体,其发光峰位于498 nm附近,发光强度约为下降法晶体的2.7倍。采用下降法进行了不同浓度PbF2和Tb4O7掺杂的PbWO4晶体生长,研究了离子的掺杂效应。当PbF2掺杂浓度为500 ppm,可将发光强度提高约2.3倍,并能抑制出现属于慢发光分量的绿色发光带。由于离子替位导致晶体内部产生本征缺陷,F,Tb:PbWO4晶体的发光强度仅提高为未掺杂晶体的1.8倍。最后,利用显微维氏硬度法研究了PbWO4晶体的力学性能和各向异性,以及辐照损伤对Bi4Ge3O12晶体微观力学性能的影响。
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