Люминесценция кристаллов вольфраматов двухвалентных элементов и свинца

• Автор: Якимова, Ирина Олеговна
• Шифр специальности: 01.04.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 169 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1 КРИСТАЛЛИЧЕСКИЕ СЦИНТИЛЛЯТОРЫ И ЛЮМИНОФОРЫ

1.1 Сцинтилляция, ее характеристики

1.2 Кристаллическая структура вольфраматов

1.3 Физико-химические свойства вольфраматов

1.4 Дефекты структуры вольфраматов А\Ю4

1.5 Спектры высвечивания кристаллов вольфраматов (АУ04)

1.6 Кинетика затухания люминесценции РЬЧУХД

1.7 Термостимулированная люминесценция вольфраматов

1.8 Центры и механизм свечения вольфраматов
1.9 Влияние примесей на люминесцентные характеристики РЬ\Ю4
1.10 Влияние отжига и облучения электронами на люминесцентные характеристики вольфраматов
2 МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИС ЛЕДОВ АНИЯ
2.1 Исследуемые материалы
2.2 Метод химического анализа
2.3 Измерение спектров пропускания
2.4 Измерение спектров рентгенолюминесценции
2.5 Измерение спектров термостимулированной люминесценции
2.6 Метод облучения и дозиметрического сопровождения образцов на ускорителе ЭЛУ
2.7 Метод восстановительного отжига
3 ТЕРМОСТИМУЛИРОВАННАЯ ЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ КРИСТАЛЛОВ ВОЛЬФРАМАТОВ
3.1 Влияние среды выращивания на ТСЛ кристаллов РЬУ'Оі
3.2 Распределение дефектов по кристаллу РЬ\Ю4, выращенному в окислительной атмосфере
3.3 Влияние нестехиометрии на ТСЛ кристаллов РЬ¥04
3.4 Влияние термообработки на ТСЛ кристаллов РІАУСЬ

3.5 Влияние облучения электронами на ТСЛ кристаллов РЬ¥С>4
3.6 Влияние легирования на ТСЛ кристаллов РЬ'У04
4 РЕНТГЕНОЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ КРИСТАЛЛОВ ВОЛЬФРАМАТОВ
4.1 Влияние среды выращивания на рентгенолюминесценцию кристаллов PbW04
4.2 Влияние распределения дефектов по кристаллу РЬУЮ4, выращенному в окислительной атмосфере, на
рентгенолюминесценцию
4.3 Влияние нестехиометрии на рентгенолюминесценцию кристаллов РЬ¥04
4.4 Влияние термообработки на рентгенолюминесценцию кристаллов вольфраматов
4.5 Влияние облучения электронами на рентгенолюминесценцию ч кристаллов вольфраматов
4.6 Влияние легирования на рентгенолюминесценцию кристаллов вольфраматов
5 ПРОПУСКАНИЕ КРИСТАЛЛОВ ВОЛФРАМАТОВ
5.1 Влияние среды выращивания на пропускание кристаллов вольфраматов
5.2 Влияние распределения дефектов по кристаллу РЬ\Ю4, выращенному в окислительной атмосфере, на пропускание
5.3 Влияние нестехиометрии на пропускание кристаллов РЬЛТД
5.4 Влияние термообработки на пропускание кристаллов РЬ'У04
5.5 Влияние легирования на пропускание кристаллов вольфраматов
6 ЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ КРИСТАЛЛОВ ВОЛЬФРАМАТОВ
ЩЕЛОЧНОЗЕМЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ И СВИНЦА
7 ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВ АННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

ВЕДЕНИЕ
В течение долгого времени потребность в сцинтилляторах для физики высоких энергий была достаточно ограниченной и в основном удовлетворялась наиболее распространенным сцинтилляционным кристаллом йодистого натрия Nal(Tl), находящим применение во многих областях [1]. В последнее десятилетие интенсивное развитие экспериментов в физике высоких энергий (медицина и технология) стимулировало исследование и усовершенствование более широкого класса сцинтилляторов. Так, исследование германата висмута (BGO) проводилось для международного проекта, связанного с коллайдером L3 в Центре ядерных исследований в Женеве (ЦЕРН). Полученные результаты позволили применять кристаллы BGO в медицине. Кристаллы иодида цезия Csl и CsI(Tl), предназначенные для электромагнитных калориметров, изучались для целого ряда проектов (Cleo II, Crystal Barrel, KTeV, Belle и ВаВаг) и они нашли применение в качестве сцинтилляционных детекторов для технологии. Аналогичное применение нашли быстродействующие флюориды BaF2 и CeF3.
Вольфраматы щелочноземельных элементов и свинца уже давно привлекают внимание физиков и являются перспективными материалами в физике высоких энергий. Поиск материалов с наиболее оптимальными характеристиками для физики высоких энергий, ядерной физики, геофизики, медицины привел к исследованию кристаллов вольфраматов.
Сцинтилляционные свойства вольфраматов двухвалентных ионов известны достаточно давно [1]. Им посвящено большое количество исследований. Важной особенностью вольфраматов кадмия, кальция, цинка является высокий атомный номер и большая плотность. Они обеспечивают хорошую эффективность регистрации при относительно малых объемах и обладают достаточно высоким световым выходом, однако медленное затухание сцинтилляций ограничивает их применение случаями, когда не требуется большой скорости счета. Вольфраматы щелочноземельных

Рисунок 9 - Модель конфигурационных кривых для РЬУХЭ а - для комплекса ¥042', б - для автолокализованного экситона. Стрелки: 1— поглощение экситонов в свободном состоянии, 2-рекомбинация термализованных автолокализованных экситонов, 3-прямое возбуждение автолокализованных экситонов, 4-горячая люминесценция автолокализованных экситонов [57]
Рисунок 10 — Схема энергетических переходов в РЬ\Ю4 [58]