| 题名 | 博士论文-稀土离子掺杂镥基化合物粉末和薄膜结构缺陷与发光性能研究 |
| 作者 | 钟玉荣 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2009 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 授予地点 | 北京 |
| 导师 | 王宝义 ; 于润升 |
| 关键词 | 闪烁体 Lu2SiO5 Lu2Si2O7 发光 缺陷 正电子湮没谱学 |
| 学位专业 | 凝聚态物理 |
| 中文摘要 | 本论文的主体分为两个部分，第一部分是关于稀土离子掺杂镥基硅酸盐和铝酸盐纳米粉体结构缺陷与发光性质的研究；另一部分是稀土氧化物闪烁薄膜的溶胶凝胶法制备与性质研究。; 在第一部分中，利用溶胶-凝胶法成功合成了Ce3+离子掺杂Lu2SiO5（LSO）、Lu2Si2O7（LPS）以及 Lu3Al5O12（LuAG）纳米粉体，对其结构、形貌、发光性质以及结构缺陷进行了系统的研究。热处理温度为1100oC或以上时，Lu:Si原子比为1:2和2：1分别有利于LPS和LSO晶相形成。分析发射光谱，可知LSO的光谱由峰位为388、418和454nm的三个发射谱带组成， LPS由峰位为375和403nm两个发射带组成，对应于Ce3+5d→2F5/2、2F7/2跃迁。说明掺杂Ce3+的发光性质依赖于粉体晶体结构以及Ce3+在其中的占位。利用正电子湮没寿命谱研究光谱强度随热处理温度升高而增强的原因，发现LSO:Ce和LPS:Ce纳米粉晶中存空位、微孔洞以及大孔洞三种不同类型的缺陷，并且随着热处理温度的升高，缺陷减少。作为能量捕获中心，缺陷减少有利于提高辐射跃迁的几率而提高光谱强度。; 另外，掺杂浓度为0.25％时， LPS:Ce粉晶发射光谱的强度最强。通过提高Lu:Si原子比（1:6和1:10），首次利用溶胶凝胶法成功制备LPS:Ce玻璃陶瓷，其发射光谱为Ce3+5d→4f的特征跃迁。Eu3+可以成功掺杂到LPS粉末中，发射光谱的主峰位于612nm。; LuAG:Ce粉末在900oC或以上为晶态，其发射光谱为峰位510nm宽谱带，为Ce3+ 5d→4f 跃迁。正电子湮没寿命谱对发射谱带强度与热处理条件的关系研究显示，粉晶中晶粒长大和缺陷减少，使Ce3+周围猝灭中心减少，发光强度增加。本研究中Ce3+掺杂浓度为1.0%的粉晶发光性质为最佳。 ; 在第二部分中，利用提拉法和旋涂法制备出表面平整，较为致密的Lu2O3:Eu薄膜。发射光谱为Eu3+的D→F跃迁， 612nm峰对应的5D0→7F2跃迁几率最大，发射峰最强。慢正电子束流多普勒展宽结果显示，提拉法Lu2O3:Eu薄膜含有的缺陷较少，因而光谱强度较强。另外，Lu:Al原子比为3:5时制得LuAG:Ce晶态薄膜，当Ce3+掺杂浓度为0.5mol%时，发射光谱强度最大。 |
| 语种 | 中文 |
| 学科主题 | 凝聚态物理 |
| 公开日期 | 2016-02-25 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://ir.ihep.ac.cn/handle/311005/210081]  |
| 专题 | 多学科研究中心_学位论文和出站报告 |
| 作者单位 | 中国科学院高能物理研究所 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 钟玉荣. 博士论文-稀土离子掺杂镥基化合物粉末和薄膜结构缺陷与发光性能研究[D]. 北京. 中国科学院研究生院. 2009. |
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