钨酸镉晶体生长及其闪烁性能的研究

来源 :中国科学院合肥物质科学研究院 | 被引量 : 0次 | 上传用户:hu8245
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以闪烁体为核心的闪烁探测器广泛应用于科研、医疗、工业生产等领域,在高能物理、核医疗技术上的应用更是关注的热点。钨酸镉(CWO)晶体性能优良,突出优点:对X射线吸收系数大、辐射长度短、辐照硬度大、发光与半导体光探测器的光谱灵敏度曲线相匹配等。   本文对CWO晶体生长及其闪烁性能进行了研究,用提拉法生长出困内尺寸最大、光学品质优良的CWO,Gd:CWO晶体(φ57mm×45mm,φ60mm×34mm);对CWO晶体系统研究了退火气氛、温度、时间等对其光学性能的影响。为提高辐照硬度,掺入Gd2O3(251ppm),成功生长出Gd∶CWO晶体,采用γ射线对掺杂前后晶体进行了辐照实验,经104rad,105radγ射线辐照后,掺杂前晶体透过率和发射强度(470nm)分别下降了10.5%,23.6%,27.4%;而掺杂后只分别下降了2.1%,4.7%,9.5%。X射线Rietveld全谱拟合法研究了CWO晶体结构,精确给出了其品格参数,首次报道了Gd∶CWO品格参数:a=5.010(A),b=5.839(A),c=5.058(A),β=91.52°。Gd占据了Cd格位,故品格参数变小。晶体的发光特性研究表明:在10-300K内,CWO发光温度稳定性较好,发光峰位置、发光积分强度随温度变化很小;Gd∶CWO温度依赖性较强,掺Gd使晶体的发光猝灭温度降低。本文工作对CWO晶体生长、退火实验和理论研究等取得了重要的创新成果,为进一步提高品体生长质量、优化退火工艺及掺杂其它离子改性研究等具有指导意义。
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