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Y3+掺杂Ce∶Li6Lu(BO3)3闪烁体的发光性能研究

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2013.12735

针对Ce:Li6Lu(BO3)3晶体有效原子序数(zeff)高的问题,采用低原子序数的Y3+离子部分置换晶体中的Lu3+离子.通过固相合成法制备了Ce:Li6Lu1-xYx(BO3)3(0≤x≤1)固溶体.X射线粉末衍射(XRD)分析表明,该系列固溶体结构与Li6Gd(BO3)3晶体相同,空间群为P21/c.其X射线激发发射(XSL)的发光强度随着Y3+的含量增加而降低,当x=0.5时,固溶体的有效原子序数与Li6Gd(BO3)3闪烁体相当,但XSL发光强度是其1.4倍.Ce:Li6Lu0.5Y0.5(BO3)3的XSL光谱和PL光谱都在400 nm附近出现Ce3+离子的特征峰,可拟合出361和419 nm两个发光分量,分别对应于Ce3+离子的激发态电子的5d1→2F5/2和5d1→2F7/2能级跃迁.Ce:Li6Lu0.5Y0.5(BO3)3固溶体的衰减时间比Ce:Li6Lu(BO3)3略长,为19.6 ns.当x=0.50～0.70时,Ce:Li6Lu1-xYx(BO3)3(0≤x≤1)闪烁体比较适合作为中子探测材料.

关键词: 固相合成 , Ce∶Li6LU1-xYx(BO3)3 , X射线激发发射谱 , PL光谱 , 衰减时间

Li₆Gd(BO₃)₃:Ce晶体的提拉法生长和闪烁性能

陈俊锋 , 李赟 , 宋桂兰 , 姚冬敏 , 袁兰英 , 齐雪君 , 王绍华

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2006.01053

采用提拉法和铂坩埚感应加热技术生长出最大尺寸为直径25mm, 长40mm的Li₆Gd(BO₃)₃:Ce晶体. XRD分析表明, 生长出的晶体为单一的Li₆Gd(BO₃)₃:Ce相, 结构属P2₁/c空间群. 对晶体生长中存在的解理开裂、应力开裂及多晶问题进行了讨论, 并从晶体结构的角度解释了(020)完全解理面出现的原因. 晶体在380~800nm之间的透过率接近90%, 200~380nm之间的吸收是由Ce³⁺离子的4f-5d跃迁和Gd³⁺离子的4f-4f跃迁引起的. 不同激发源激发下的发射均显示Ce³⁺离子的双谱峰特征; 相比于紫外激发下的发射而言, X射线激发下的发射光谱略有红移. 该晶体发光符合单指数衰减模型, 衰减时间为30.74ns在²⁴¹Am源的α射线激发下晶体的能量分辨率为28.84%.

关键词: 硼酸钆锂 , crystal growth , optical transmittance , scintillation properties

Li6Gd(BO3)3:Ce晶体的提拉法生长和闪烁性能

陈俊锋 , 李赟 , 宋桂兰 , 姚冬敏 , 袁兰英 , 齐雪君 , 王绍华

无机材料学报 doi:10.3321/j.issn:1000-324X.2006.05.005

采用提拉法和铂坩埚感应加热技术生长出最大尺寸为直径25mm,长40mm的Li6Gd(BO3)3:Ce晶体.XRD分析表明,生长出的晶体为单一的Li6Gd(BO3)3:Ce相,结构属P21/c空间群.对晶体生长中存在的解理开裂、应力开裂及多晶问题进行了讨论,并从晶体结构的角度解释了(020)完全解理面出现的原因.晶体在380～800nm之间的透过率接近90%,200～380nm之间的吸收是由Ce3+离子的4f-5d跃迁和Gd3+离子的4f-4f跃迁引起的.不同激发源激发下的发射均显示Ce3+离子的双谱峰特征;相比于紫外激发下的发射而言,X射线激发下的发射光谱略有红移.该晶体发光符合单指数衰减模型,衰减时间为30.74ns,在241Am源的α射线激发下晶体的能量分辨率为28.84%.

关键词: 硼酸钆锂 , 晶体生长 , 光学透过 , 闪烁性能

H3BO3对Li2Zn3Ti4O12微波介质陶瓷低温烧结与微波介电性能的影响

唐骅 , 伍海浜 , 孟范成

硅酸盐通报

采用传统固相反应法制备了添加H3BO3助烧剂的Li2Zn3Ti4O12 (LZT)陶瓷,分别通过XRD、SEM、排水法及网络分析仪等方法研究了不同H3BO3添加量对所得陶瓷的物相、微观形貌、烧结特性与微波介电性能的影响.结果表明在LZT陶瓷中添加3wt% H3BO3可有效降低烧结温度,在900 ℃/2 h烧结条件下可以获得高致密性及优异的微波介电性:ρ=4.15 g/cm3,εr=17.916,Q×f=61200 GHz,Tf=-52.87×10-6/℃.

关键词: 微波介质陶瓷 , Li2Zn3Ti4O12陶瓷 , H3BO3 , 低温烧结

富集10B的Ce：Li6Lu（10BO3）3晶体生长及其闪烁性能

刘玮 , 潘尚可 , 李焕英 , 蒋勇 , 陈晓峰 , 任国浩

无机材料学报 doi:10.15541/jim20150080

为了提高中子探测效率,以富集10B的H310BO3为原料,通过提拉法生长了富集10B的Ce：Li6Lu(10BO3)3晶体。X射线激发发射光谱测试表明：其发光峰位于360~480 nm,属于Ce3+离子典型的5d -4f跃迁发光,其闪烁发光效率为BGO晶体的3.9倍。在350 nm紫外光和137Cs所发出的662 keV的γ射线激发下测得的衰减时间分别为21.0 ns和31.7 ns,在137Cs辐射源激发下所测得的相对光输出是CsI(Tl)晶体的20%,能量分辨率为9.7%。在慢化252Cf中子源激发下可以观测到明显的中子全能峰,其能量分辨率为33%。上述研究结果表明, Ce：Li6Lu(10BO3)3晶体具有较高的闪烁效率、快的衰减时间和良好的中子探测效率,是一种具有应用前景的中子探测用闪烁晶体。

关键词: Ce:Li6Lu(10BO3)3晶体 , 中子探测 , 提拉法 , 闪烁晶体

光激发下 Li₆Gd(BO₃)₃:Ce晶体发光和衰减的温度依赖特性

陈俊锋 , 李赟 , 宋桂兰 , 姚冬敏 , 袁兰英 , 齐雪君 , 王绍华

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2007.00025

研究了80~500K范围内, 光激发下Li₆Gd(BO₃)₃:Ce晶体发光和衰减的温度依赖特性. 在346nm光激发下, 热猝灭占优势, 发光随温度升高而降低. 在274nm光激发下, 发光由Gd³⁺向Ce³⁺的能量传递和热猝灭共同决定: 低于200K时, 能量传递占支配地位, 发光随温度升高而增强; 高于200K时, 热猝灭占优势, 发光随温度升高而减弱. 225K以下, 辐射跃迁占优势, 衰减随温度升高而略有增大; 225K以上, 无辐射跃迁占优势, 衰减随温度升高而减小. 利用经典的热猝灭公式和Arrhenius公式, 获取的激活能分别为0.33和0.32eV.

关键词: 发光 , decay time , Li6Gd(BO3)3:Ce , temperature dependence

光激发下Li6Gd(BO3)3:Ce晶体发光和衰减的温度依赖特性

陈俊锋 , 李赟 , 宋桂兰 , 姚冬敏 , 袁兰英 , 齐雪君 , 王绍华

无机材料学报 doi:10.3321/j.issn:1000-324X.2007.01.005

研究了80～500 K范围内,光激发下Li6Gd(BO3)3∶Ce晶体发光和衰减的温度依赖特性.在346nm光激发下,热猝灭占优势,发光随温度升高而降低.在274nm光激发下,发光由Gd3+向Ce3+的能量传递和热猝灭共同决定:低于200K时,能量传递占支配地位,发光随温度升高而增强;高于200K时,热猝灭占优势,发光随温度升高而减弱.225K以下,辐射跃迁占优势,衰减随温度升高而略有增大;225K以上,无辐射跃迁占优势,衰减随温度升高而减小.利用经典的热猝灭公式和Arrhenius公式,获取的激活能分别为0.33和0.32eV.

关键词: 发光 , 衰减时间 , Li6Gd(BO3)3∶Ce , 温度依赖

(K,Na)3La2(BO3)3固溶体系的晶体结构

曾琴丹 , 李如康

人工晶体学报

本文合成了一系列的(K,Na)3La2(BO3)3硼酸盐,通过自发结晶得到了组分为K1.34,Na1.66La2(BO3)3的单晶.单晶X射线结构分析表明该晶体与Na3La2(BO3)3同构,并且当K+取代Na+的数量小于2/3时,晶体结构仍为Na3La2(BO3)3构型.该晶体的基本结构单元为孤立的(BO3)3-基团.一个单胞中含有6个BO3基团,其中两个沿c方向一致平行排列,而剩余的4个BO3基团的排列方向与c方向呈一定的角度,从而减小了BO3基团对非线性效应的贡献.粉末倍频测试该晶体的有效非线性系数约为KDP的2.4倍.此外,研究表明用适量的Rb+,Li+取代Na+时,固溶晶体结构也不发生改变.

关键词: (K,Na)3La2(BO3)3 , 晶体结构 , 自发结晶 , SHG效应