Люминесценция вольфраматов при возбуждении синхротронным излучением в области фундаментального поглощения

• Автор: Спасский, Дмитрий Андреевич
• Шифр специальности: 01.04.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 112 с. : ил.

Введение
Оглавление.

Глава I. Литературный обзор
1.1 Спектроскопия твердого тела в ВУФ- области с использованием синхротронного излучения
1.1.1 Электронная структура кристаллов и дисперсионные соотношения Крамерса - Кронига
1.1.2 Факторы, влияющие на формирование квантового выхода крнсталлофосфора
1.2 Кристаллическая структура вольфраматов
1.3 Электронная структура вольфраматов
1.4 Спектроскопическое исследование вольфраматов
с использованием СИ
1.4.1 Исследование спектров отражения
1.4.2 Исследование спектров люминесценции и возбуждения люминесценции
Глава II. Эксперимент и методика его проведения
2.1 Экспериментальная установка в канале синхротронного излучения по спектроскопии твердого тела в области энергий 2-4Э эВ
2.2 Экспериментальная установка в канале синхротронного излучения ускорителя С-60 для измерения спектров отражения
2.3 Условия проведения эксперимента
2.4 Ориентация кристаллов
2.5 Методика обработки полученных спектров
Глава III. Исследование оптических и люминесцентных свойств кристаллов со структурой типа шеелит
3.1 Спектры отражения и расчет оптических функций
3.1.1 Область электронных переходов из валентной зоны в
зону проводимости
3.1.2 Область остовных переходов
3.1.3 Корреляция остовной структуры со структурой отражения на краю фундаментального поглощения
3.1.4 Сравнение экспериментальных результатов с расчетными
3.2 Спектры возбуждения люминесценции вольфраматов
3.3 Спектры отражения и возбуждения люминесценции молибдатов
Глава IV. Исследование оптических и люминесцентных свойств кристаллов со структурой вольфрамита.
4.1 Спектры отражения и расчет оптических функций
4.2 Спектры свечения и возбуждения люминесценции .IgWO4, 2п¥04иС£ПУ04
Заключение
Литература
Введение
Поиск и создание новых эффективных сцинтилляторов требует глубокого изучения их физических свойств. Улучшение характеристик существующих или создание новых сцинтилляторов на основе широкозонных диэлектрических кристаллов невозможно без детального знания электронной структуры, а также понимания механизмов передачи поглощенной энергии центрам свечения кристаллофосфоров. Для понимания механизмов преобразования высокоэнергетических возбуждений в люминесценцию необходимо тщательное исследование оптических свойств кристаллов в области вакуумного ультрафиолета, которая является наиболее информативной для широкозонных диэлектриков. Наиболее эффективным и удобным источником излучения для исследований в ВУФ - области спектра является синхротронное излучение (СИ), имеющее в данной области интенсивный непрерывный спектр излучения, высокую степень линейной поляризации и временную структуру в наносекундном диапазоне [1-7].
Кристаллы на основе соединений вольфрама уже давно привлекают внимание исследователей и нашли широкое применение в качестве сцинтилляторов и люминофоров. По своему структурному типу вольфраматы делятся на две группы: шеелиты (Са'УСД, ВаЛУОд, 5гУ04 и РЬУ04) и вольфрамиты (УУ04, ZnW04, СбУ04 и др.). Вольфраматы со структурным типом вольфрамита обладают интенсивной люминесценцией в видимой области спектра. Вольфрамат магния уже давно используется в качестве фотолюминофора [8], а вольфраматы кадмия и цинка являются перспективными материалами для сцинтилляционных детекторов в области компьютерной томографии [9,10].
Вольфраматы со структурным типом шеелита, несмотря на одинаковую кристаллическую структуру, обладают заметно отличающимися люминесцентными свойствами, определяющими возможность их практического применения.
Вольфрамат кальция является эффективным рентгенолюминофором, который используется уже более ста лет в медицинских экранах и люминесцентных лампах [11,12]. Его достоинствами являются интенсивное свечение в видимой области спектра и высокий постоянный энергетический выход. Однако, минусом этого соединения является относительно медленное затухание люминесценции (с временами порядка сотен микросекунд), что приводит к невозможности работы с интенсивными потоками квантов (более 10б фотонов/сек), а также его использования в приборах, требующих временного разрешения.

Длина волны, А
Рис. 11 Кривые спектральной чувствительности Бирейигш для алюминиевой решетки с кварцевым фильтром (1), без фильтра (2), с фильтром из 1лР (3) и для платиновой решетки (4).
Таблица 3. Технические параметры вторичных монохроматоров 8ирег1шш.
Монохроматор УЦУ1 УИУ2 В&М50
Схема Поуэй Мак-Ферсон Черни-Тюрнер
Угол 28и 15“ 20.6&
Светосила 1:2.8 1:10 1:4
Фокусное расстояние, мм 500 1000
Дифракц. решетка, штр./мм 1650 1200 1200/300
Обратная дисперсия, нм/мм 1.0 0.8 1.6/6
Предельное разрешение, нм 0.5 0.02 0.03/0
Материал решетки А1+М§Р2 АРНМРг А1
Рабочий диапазон, нм 50-300 50-300 190-1200
Макс. чувствительность, нм