Y3+/Li+和Y3+/Na+双掺杂氟化钡快响应闪烁晶体

摘要：

氟化钡(BaF2)晶体是已知响应最快的闪烁晶体,在高能物理、核物理及核医学等领域有着广泛的应用前景.抑制BaF2晶体的慢发光成分对其工程应用至关重要.本文利用坩埚下降法制备了高Y3+掺杂浓度5％、8％、10％(摩尔分数)的BaF2晶体,并采用Y3+与碱金属离子(Li+、Na+)共掺杂的方法形成电荷补偿阻止间隙F-的产生,制备了双掺杂型BaF2快响应闪烁晶体,进而基于优化的5 ns和2500 ns时间门宽测试方法,研究了Y3+掺杂浓度以及Y3+与碱金属离子(Li+、Na+)共掺杂浓度对BaF2闪烁晶体快/慢成分比的影响规律.结果表明,生长的高浓度Y3+掺杂BaF2晶体的光学质量优异,在220 nm和300 nm处透过率分别高于90％和92％;随着Y3+掺杂浓度由0提高至10％,BaF2晶体的慢发光成分显著降低,快/慢成分比由0.15提高至1.21;生长的Y3+/Li+及Y3+/Na+共掺杂BaF2晶体的慢发光成分较Y3+掺杂BaF2晶体进一步降低,快/慢成分比最高分别可达1.63和1.61.研制的双掺杂BaF2快响应闪烁晶体有望应用于高能物理、核物理前沿实验等重要领域.

关键词：氟化钡、闪烁晶体、共掺、快/慢成分比、快响应、坩埚下降法

所属期刊栏目：51

分类号：O78(晶体生长)

在线出版日期：2023-02-07（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：1997-2002