Сборник научных статей научно-практической конференции «Байтанаевские чтения-Х»
жүктеу/скачать 8,82 Mb. Pdf көрінісі
|
baytanaev 2022 zhinak 1 tom gotov
| Әдебиеттер
1. Kobayashi M., Takamatsu K., Ide S. and et. al. A beam test on a fast EM-calorimetr of gadolinium silicate GSO:Ce // Nucl. Instr. and Meth. – 1991. – A306. – P. 139-144. 2. Tanaka M., Hara K. Stability of Ce doped Gd 2 SO 5 (GSO) Scintillator under irradiation // Inorganic Scintillators and Their Application. Proc. of the Intern. Conferen. «SCINT 97» ed. By Y. Zhiwen at al. – Shanghai, China, 1997. –P. 299-302. 3. Brandle C.D., Valentino A.J. and Berkstreser G.V. Czochralski growth of rare-earth orthosilicates (Ln 2 SiO 5 ) // J. Crystal Growth. – 1986. – 79. –P. 308-315. 4. Melcher C.L., Manente R.A., Peterson C.A. and Schweitzer J.S. Czochralsky growth of rare earth oxyorthosilicate single crystals // J. Crystal Growth. -1993. –128. –P. 1001-1005. Melcher C.L., private communications, Sept. 1994. 5. Suzuki H., Tombrello T.A., Melcher C.L. and Schweitzer J.S. Energy transfer mechanism in Gd 2 (SiO 4 )O(Ce) scintillators // IEEE Trans. On Nucl. Sci. -1994. –Vol.41. - №4. –P. 681-688. ӘӨЖ 535.376 СИРЕК КЕЗДЕСЕТІН ЖЕР ИОНДЫ GLSO КРИСТАЛЛЫНДА РАДИАЦИЯЛЫҚ АҚАУДЫҢ ПАЙДА БОЛУ МЕХАНИЗМІ Тәжіқұл А. Т.–126-28 тобының студенті Ғылыми жетекші: Пазылбек С.А. –PhD., доцент м.а Оңтүстік Қазақстан мемлекеттік педагогикалық университеті, Шымкент Резюме В кристалле GdLuSiO5: Ce образовалась тонкая полоса излучения с максимумом ~2,55 эВ. Он возникает при возбуждении полосовых энергий фотонами 3,9-4,2 и 4,4-4,7 эВ Церий қоспасымен белсендірілген оксиликаттар тобындағы кристалдар қазіргі уақытта жылдам сцинтиллятор ретінде қолданылады. GdLuSiO 5 :Ce (50:50) кристалының сәуле шығару және қоздыру спектрін зерттегенде Ce(0,5 моль%) (Lu+Gd) = 100% атомдық қатынасындағы негізгі катионы жерде сирек кездесетін Lu 3+ ионымен алмастырылатын болады. Lu 3+ катионы алмастырғыш қоспасының концентрациясы жоғарлаған кезде Gd 2 SiO 5 матрицасында басқа Lu 2 SiO 5 қосалқы торы құрылaтын болады. Авторлар [20] еңбегінде екі ішкі жолақтан тұратын 2,64 эВ және 3,0 эВ кең жолақты Lu 2 SiO 5 матрицасындағы Cе 3+ қоспасының орталық ішілік сәуле шығаруына сәйкес келетінін тұжырымдаған. Қысқа толқынды 4,2-4,25 эВ жолақ ~ 4,65 эВ, ~ 6,8 эВ және 7,3 эВ, энергиясымен қоздырылады, ұзын толқынды жолақ – 3,95 эВ, 4,65 эВ, 6,0 эВ және 6,3-6,4 эВ энергиясы 2,64 эВ кезінде қоздырылатын болады. 309 Сәуле шығару жолағының бейнесі Gd 2 SiO 5 -Ce сәуле шығару жолағының пішінінен айтарлықтай айырмашылығы көрінбейді. 1- суретте GdLuSiO 5 :Ce кристалдың энергиясы 4,2 эВ, 4,9 эВ, 6 эВ, 6,5 эВ, 7,3 эВ және 11 эВболатын ультракүлгін сәулелермен қоздырған кездегі сәуле шығару спектрі бейнеленген. Максимумы 2,8 эВ және 3,0 эВ болатын кең жолақтың жартылай енінің 0,8 эВ болатынын көруге болады. Сонымен қатар максимумы 2,55 эВ болатын қарқынды жіңішке сәуле шығару жолағы ерекшеленіп бөлініп шығады. Gd2SiO5 матрицасындағы Се 3+ ионының сәуле шығаруына сәйкес келетін максимумы 2,8 эВ болатын жолақ, ал Lu 2 SiO 5 матрицасындағы Се 3+ сәйкес келетін максимум 3,0 эВ жолақтар кең сәуле шығару жолақтарына сәйкес келеді. Сонымен қатар GdLuSiO 5 :Ce кристалын температурасы 6 К кезінде катод сәулелерімен сәулелендірген кезде термоынталандырылған люминесценция ТЫЛ интегралдық қисығы өлшенген болатын. Lu 3+ қоспасы 250 K және 350 K температура кезінде жоғары температуралы термоынталандырылған люминесценция ТЫЛ шыңдарының пайда болуына әкеп соғады. Өйткені Lu 3+ қоспасы маңында автолокализацияланған кемтік пен электрондық қармау орталықтары тиімді орнығады. Сондықтан сәулелендірілген кристаллда ақаулық байланыстың болуын төмендегідей болжап көрсетуге болады: - SiO 5 6- анион кешенінің иондану нәтижесінде SiO 5 5- автолокализацияланған кемтік пен аймақтық бос электрондар пайда болатын болады. Электрон SiO 5 6- + е - → SiO 5 7- реакциясы арқылы келесі аниондық кешенге қармалып ұсталуы мүмкін жіне нәтижесінде электрондық қармау орталықтары құрылады. Осыған ұқсас үдерістер сәулеленген K 2 SO 4 кристалдарында SO 4 2- + е - → SO 4 3- [104] реакциясы арқылы жүретінін білеміз. SiO 5 7- электронды қармау орталығы тек қана төменгі температура кезінде ғана тұрақты болуы керек болып саналады. - электрон Се 3+ иондарының қатысуымен пайда болған ұсақ тұзаққа ұсталып қалу мүмкін, яғни олар 20-48 К температура кезінде туннельдік фосфоресценция деңгейін жоғарылатады. Gd 2 SiO 5 кристалының в узлах Gd 3+ 310 1- сурет. Температурсы 300 К кезінде GdLuSiO 5 :Ce кристаллын энергиялары 1 - 7,3 эВ; 2 – 6 эВ; 3 - 6,5 эВ; 4 - 11 эВ; 5 - 4,9 эВ; 6 – 4,2 эВ болатын фотондармен қоздырғандағы жарық шығару спектрі 3. Қозған анион кешені реакция бойынша F - және F - - орталықтарының пайда болуы үшін ыдырауы мүмкін, [105] Y 2 SiO 5 реакциясы бойынша: (SiO 5 6- ) → SiO 4 4- v a 2+ e - e - (F-орталық) + O o немесе (SiO 5 6- ) → SiO 4 5- v a 2+ e - (F ± орталық) + O o 2 суретте температурасы 12 К кезінде 6 кэВ электрон шоғымен 60 мин сәулеленген LuGdSiO 5 :Ce кристалының термоынталандырылған люминесценцияларының спектрлік құрамы бейнеленген. Температурасы 12 К кезінде электрон шоғымен алдын-ала сәулелендірілген LuGdSiO 5 :Ce кристалы үшін саәле шығару спектрлері оның температуралық қызуы кезінде өлшенді және де олар көрсетілген температура диапазонында термоынталандырылған люминесценцияларының ТЫЛ спектрлік құрамы туралы ақпарат береді (сәуле шығару спектрін өлшеу кезінде температура тек қана осы шектерде өзгеретін болады). Көріп отырғаныңыздай, кең сәуле Е, эВ Қ ар қы д ы л ы қ сал ст .б . 311 2- сурет. Температурасы 12 К кезінде 6 кэВ электрон шоғымен 60 мин сәулеленгеннен кейін LuGdSiO 5 :Ce кристалының ТЫЛ спектрлік құрамы шығару жолағының орналасуы мен пішіні айтарлықтай өзгеріске ұшырамайды. LuGdSiO 5 :Ce кристалында сәуле шығару уақытына байланысты әртүрлі жылу тұрақтылығы бар электронды кемтіктік қармау орталықтары жинақаталатын болады. Қыздыру кезінде электрондар немесе кемтіктердің қармау орталықтарынан біртіндеп бөлініп, корреляцияланған қармау орталықтарында әлі де болса кемтіктер немесе электрондармен рекомбинацияланатын болады. Рекомбинация үдерісінің энергиясы аралас ұяшықтағы Cе 3+ қоспаларына беріледі де, нәтижесінде олардың термоынталандырылған люминесценцияларының ТЫЛ жарқылын тіркейтін боламыз. жүктеу/скачать 8,82 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|