Ce∶YAG晶体色心和缺陷的伽马射线辐照研究

利用伽玛射线研究了Ce3+∶Y3Al5O12晶体的辐照色心缺陷,比较了采用提拉法和温梯法生长的Ce3+∶Y3Al5O12晶体中产生的不同色心缺陷,并利用吸收光谱、激发发射光谱和退火等方法分析了晶体中235nm和370nm色心吸收带的形成原因,指出晶体中的235nm吸收带由F+色心引起。进一步分析了YAG晶体的辐照,证实了370nm色心的来源,表明370nm吸收带与F-类色心相关。     

193 nm激光下不同含量Y杂质CaF2晶体辐照损伤研究(英文)

氟化钙晶体的抗辐照性能是其在深紫外光刻应用中的关键性能之一,目前氟化钙晶体在193nm激光辐照下的损伤过程尚不清楚。本文报道了193 nm激光辐照下氟化钙晶体的损伤行为及影响损伤的关键缺陷因素。通过193nm激光辐照试验,发现晶体损伤主要表现为晶体内部产生的辐照诱导色心与表面产生的辐照诱导损伤坑。通过紫外–可见分光光度计对辐照诱导色心分析,并将不同色心吸收系数与Y杂质含量进行线性拟合。结果表明:Y离子具有与F心结构波函数发生重叠的低位轨道,两者发生轨道杂化易形成色心稳定结构;线性拟合结果表明Y离子含量与氟化钙晶体本征色心之间存在线性关系,说明Y元素是影响色心形成的关键杂质离子。实验表征了辐照诱导损伤坑的元素分布和结构缺陷。EDS结果表明损伤坑处伴随着钙元素含量上升和氟元素含量下降,证实H心扩散、F心聚集导致了辐照损伤;EBSD结果表明表面辐照损伤优先在位错处产生。因此,降低杂质含量及位错密度是提高氟化钙晶体在193 nm激光下抗辐照损伤性能的重要途径。     

大尺寸Ce:Lu1.6Y0.4SiO5闪烁晶体的生长和光谱特性

采用中频感应提拉法生长出尺寸为φ60mm×110mm的Ce:Lu1.6Y0.4SiO5(LYSO)晶体,与LSO晶体相比,LYSO晶体的优势是提高了晶体质量、降低了熔点和原料成本等.在室温下测试了LYSO晶体的透过光谱、激发光谱和发射光谱,结果表明Y的加入使LSO晶体的吸收边向短波方向偏移. Ce3+的4f1→5d1跃迁吸收导致紫外区产生三个吸收带.发射光谱具有Ce3+典型的双峰特征,经Gaussian多峰值拟合,双峰395nm和418nm归属于Cel发光中心,而435nm的发光峰与Ce2发光中心有关.     

大尺寸 Ce:Lu1.6Y0.4SiO5闪烁晶体的生长和光谱特性

采用中频感应提拉法生长出尺寸为φ60mm×110mm的CeLu1.6Yo.4SiO5(LYSO)晶体,与LSO晶体相比,LYSO晶体的优势是提高了晶体质量、降低了熔点和原料成本等.在室温下测试了LYSO晶体的透过光谱、激发光谱和发射光谱,结果表明Y的加入使LSO晶体的吸收边向短波方向偏移.Ce3+的4f1→5d1跃迁吸收导致紫外区产生三个吸收带.发射光谱具有Ce3+典型的双峰特征,经Gaussian多峰值拟合,双峰395nm和418nm归属于Ce1发光中心,而435nm的发光峰与Ce2发光中心有关.     

掺铈多组分硅酸盐玻璃电子辐照着色研究

采用吸收光谱、电子顺磁共振谱和光致发光谱对掺Ce多组分硅酸盐玻璃K509在10 MeV电子辐照下的色心动力学进行了研究。结果表明, 电子辐照引起K509玻璃可见光透过率降低的色心类型为非桥氧空穴色心HC1和HC2。在剂量率一定的情况下, 色心浓度随总剂量的增大呈指数函数增大; 在总剂量一定的情况下, 色心浓度随剂量率增大呈指数函数减小。Ce³⁺荧光强度的变化表明辐照过程中Ce³⁺浓度与辐照总剂量负相关, 与辐照剂量率正相关, 验证了掺Ce玻璃耐辐照机理: Ce³⁺吸收辐照产生的空穴从而抑制空穴色心HC1和HC2的形成, 且不引入额外的可见光波段吸收。通过对Ce³⁺宽带荧光峰进行高斯拟合, 得到了K509中Ce³⁺能级结构图。     

MgAl2O4透明陶瓷中电子辐照诱导缺陷退火行为研究

用能量为1.7MeV,束流强度0.7μA*cm-2,总注量6.3×l016 cm-2的电子辐照镁铝尖晶石透明陶瓷,并对辐照后的样品进行等时退火,利用UV-VIS和PAT测试,表明通过电子辐照样品在237nm和370nm处产生吸收带,它们主要是F心及V型色心.通过退火可以使F心及V型色心吸收峰消除,但F心的消除温度要高于V型色心,且其在退火过程中形成F聚心,F聚心随F心聚集增加其峰位将向紫外移动.     

LuxY1-xAl 3:Ce晶体中伴生(Lu,Y3 Al5O12:Ce相成因研究

采用提拉法制备了LuxY1-xAlOa:Ce晶体样品,通过XRD物相分析和成分分析,并结合Lu2O3-Al2O3二元体系相图以及LuxY1-xAlO3:Ce 结构稳定性方面的分析与讨论,结果表明:随着熔体中Lu元素含量的增加,熔体分层加剧,析晶LuxY1-xAlO3:Ce相的熔体组成区间将向富Lu一侧偏移,这使得晶体上部易伴生(Lu,Y)3Al5O12:Ce相;而随着Lu元素含量的提高, LuxY1-xAlO3:Ce晶体的热稳定性降低,氧空位的存在则使晶体的热稳定性进一步降低,在接种过程中籽晶表面易发生相分解反应生成(Lu,Y)3Al5O12:Ce和(Lu,Y)4Al2O9:Ce,籽晶表面相分解产物(Lu,Y)3Al5O12:Ce提供了诱导析晶(Lu,Y)3Al5O12:Ce相所需的晶核,这使得晶体的外表面处易伴生(Lu,Y)3Al5O12:Ce相.调整配料组成使n((Lu,Y)2O3):n(A12O3)=1.17～100,加大熔体内部和固液界面处的温度梯度以改善熔体对流、抑制熔体分层以及籽晶表面处的相分解等有助于高Lu元素含量LuxY1-xAlO3:Ce晶体的获得.     

Y3+:PbWO4晶体低剂量辐照行为研究

三价稀土离子（La^3 ,Lu^3 ,和Y^3 等）掺杂显著地提高了钨酸铅晶体的辐照硬度,但是部分Y^3 掺杂钨酸铅晶体表现出特殊的低剂量辐照行为,即光产额辐照后升高,并且辐照硬度对退火温度较敏感,研究研究挑选了存在这一现象的Y^3 :PbWO4晶体,测试冰同温度的退火处理对晶体透过率,光产额和辐照硬度的关系,发现,辐照后光产额升高的现象同时存在于晶体的晶种端,而不是只集中在晶体顶端,并且和辐照前后晶体在400－500nm波段附近的透过率变化有关;生长态Y^3 :PbWO4晶体中导致430nm吸收带的色心的稳定性很低,低剂量辐照对该色心有“漂白”作用,辐照剂量率加大则晶体表现出光产额的降低,分段晶体的系列退火实验解释了辐照硬度对退火温度较为敏感这一现象,为进一步深入研究提供了实验基础。     

(Y3-x-yREx)Al5O12:Cey(RE=Tb,Gd)荧光粉晶体结构与光致发光

采用化学共沉淀法合成具有Tb、Gd稀土掺杂的Y3Al5O12:Ce3 荧光粉,通过XRD和荧光光谱研究其晶体结构和光致发光.结果表明,(Y2.95-xTbx)Al5O12:Ce3 和(Y2.95-xGdx)Al5O12:Ce3 系列荧光粉具有与Y3Al5O12:Ce3 相同的石榴石晶体结构,但晶胞参数随Tb、Gd取代Y而略有增加;随Tb、Gd掺杂量增加,荧光粉发射波长逐渐红移,当x=2.95时,发射波长λmax分别从532nm红移至551和542nm;根据晶体场理论解释了荧光粉发射波长红移现象.这种发射波长红移的荧光粉能够显著地增强蓝光LED芯片与荧光粉组合形成的白光中红光成分,进而改善白光LED光源质量.     

Xe+离子注入对单晶YSZ光学性能影响的研究

单晶YSZ(ytttia-stabilized cubic zirconia)在注入能量为200keV的Xe+离子后由无色透明变成紫色透明,吸收光谱测试表明,当注量达到1×1016cm-2时,开始出现吸收峰,并且吸收强度随注量增加而增大.对注量为1×1016cm-2和1×1017cm-2的样品,吸收带峰值分别位于522nm和497nm.吸收带可能与氧空位捕获电子形成的F型色心和氧离子捕获空位形成的V型色心有关.注入注量为1×1016cm-2样品的荧光测试表明,荧光光谱均为400～600nm范围内的宽发射带.注入注量为1×1017cm-2的样品没有荧光现象产生,可能是由于辐照损伤严重,缺陷浓度增大所致.