Эффекты гамма-наведенных дефектов на активаторное свечение в сцинтилляторных кристаллах Lu2SiO5 : Ce
Institute of nuclear physics Academy of sciences of Uzbekistan, Research & Development Program , Appendix 1 to the Decree of the President PP-4526 of 21/11/2019
Исламов А.Х.1, Ибрагимова Э.М.
1, Кудратов Х.Н.1, Вильданов Р.Р.2
1Институт ядерной физики АН Узбекистана, Ташкент, Узбекистан
2Национальный университет Узбекистана (НУУз), Ташкент, Узбекистан
Email: akhatqul@inp.uz, ibragimova@inp.uz
Поступила в редакцию: 21 апреля 2022 г.
В окончательной редакции: 4 июля 2022 г.
Принята к печати: 6 июля 2022 г.
Выставление онлайн: 23 августа 2022 г.
Исследованы корреляции между спектрами оптического поглощения (ОП), интегральными кривыми термовысвечивания (ТВ) (300-600 K) сцинтилляторных кристаллов Lu2SiO5 : Ce после облучения 60Co гамма-квантами с энергиями 1.17 и 1.33 MeV при мощности дозы 1.1 Gy/s в интервале доз 70-5·107 Gy при температуре 310 K и их гамма-люминесценцией (ГЛ). Собственные дефекты: нейтральные VO5-центры с полосой поглощения 193 nm, =Si-VO5 - 213 nm, Lu1-F^+-Si - 238 nm, Се3+/Се4+ - 263 nm, а также Се3+/F - 295 nm центры, до облучения обусловлены технологическим процессом. Облучение до дозы 5·104 Gy уменьшает концентрацию VO5-центров, но не влияет на остальные. Однако при дозах >5·104 Gy происходит рост концентрации всех остальных дефектов в структурe LSO : Ce. Восстановление полосы ОП 193 nm и уменьшение интенсивности пика ТВ 335 K с ростом времени выдержки (1, 3 и 10 h) при 305 K, а также коррелированный рост ОП 238 nm и пика ТВ 540 K после облучения от 70 до 2.3·106 Gy связаны с освобождением электронов из этих центров окраски и излучательной рекомбинацией на Ce1-центрах. Уменьшение выхода ГЛ Се3+ в полосах 400 и 420 nm при дозах >105 Gy, возможно, связано c увеличением концентрации центров =Si-VO4, Lu1-F^+-Si и Се3+/F, конкурующих с Ce1-центрами в захвате электронов. Так определен верхний предел стабильности Lu2SiO5 : Ce гамма-сцинтиллятора 105 Gy. Ключевые слова: Lu2SiO5 : Ce, центры окраски, гамма-индуцированная люминесценция, термовысвечивание, дозовый предел сцинтиллятора.
- J. Zhu, M. Gu, L. Jia, G. Song. Mater. Lett. 256, 126410 (2019)
- K.A. McDonald, M.R. McDonald, M.N. Bailey, G.K. Schweitzer. Dalton Trans. 47, 37, 13190 (2018)
- C. Melcher, J. Schweitzer. IEEE Trans. Nucl. Sci. 39, 4, 502 (1992)
- C.L. Melcher, M. Schmand, M. Eriksson, L. Eriksson, M. Casey, R. Nutt, J.L. Lefaucheur, B. Chai. IEEE Trans. Nucl. Sci. 47, 3, 965 (2000)
- P. Dorenbos, A.J.J. Bos, C.W.E. van Eijk. Condens. Matter 14, 4, L99 (2002)
- D.W. Cooke, B.L. Bennett, R.E. Muenchausen, J.-K. Lee, M.A. Nastasi. J. Lumin. 106, 2, 125 (2004)
- E. Auffray, A. Barysevich, A. Fedorov, M. Korjik, M. Koschan, M. Lucchini, V. Mechinski, C.L. Melcher, A. Voitovich. Nucl. Instrum. Methods. Phys. Res. A 721, 76 (2013)
- B. Bilki. J. Phys: Conf. Ser. 587, 1, 14 (2015). DOI: 10.1088/1742-6596/587/1/012014
- M. Korjik, E. Auffray. IEEE Trans. Nucl. Sci. 63, 2, 552 (2016)
- C. Hu, F. Yang, L. Zhang, R.-Y. Zhu, J. Kapustinsky, R. Nelson, Zh. Wang. IEEE Trans. Nucl. Sci. 65, 4, 1018 (2018). DOI: 10.1109/TNS.2018.2808841
- M. Kobayashi, M. Ishii, C.L. Melcher. Nucl. Instrum. Methods. Phys. Res. A 335, 3, 509 (1993)
- P. Dorenbos, C.W.E. van Eijk, A.J.J. Bost, C.L. Melcher. J. Phys.: Condens. Matter 6, 22, 4167 (1994)
- S. Blahuta, A. Bessiere, B. Viana, V. Ouspenski, E. Mattman, J. Lejay, D. Gourier. Materials 4, 7, 1224 (2011)
- B. Liu, Z. Qi, M. Gu, X. Liu, S. Huang, C. Ni. J. Phys.: Condens. Matter. 19, 43, 436215 (2007)
- T. Gustafsson, M. Klintenberg, S.E. Derenzo, M.J. Weber, J.O. Thomas. Acta Crystallogr. Sect. C 57, 6, 668 (2001). doi.org/10.1107/S0108270101005352
- D.W. Cooke, B.L. Bennett, K.J. McClellan, J.M. Roper, M.T. Whittaker, A.M. Portis. Phys. Rev. B 61, 18, 11973 (2000)
- C.L. Melcher, J.S. Schweitzer. Nucl. Instrum. Methods. Phys. Res. A 314, 1, 212 (1992)
- M. Kitauraa, S. Tanaka, M. Itoh. J. Lumin. 158, 226 (2015). doi.org/10.1016/j.jlumin.2014.10.010
- В.Ю. Иванов, Е.С. Шульгин, В.А. Пустоваров, В.В. Мазуренко, В.Б. Шульгин. ФТТ 25, 9, 1628 (2008)
- Yu. Zorenko, T. Zorenko, T. Voznyak, O. Sidletskiy. J. Lumin. 137, 204 (2013). doi.org/10.1016/j.jlumin.2013.01.012
- А.Р. Силин, А.Н. Трухин. Точечные дефекты и элементарные возбуждения в кристаллическом и стеклообразном SiO2. Зинатне, Рига (1985). 244 с
- A.Kh. Islamov, U.S. Salikhbaev, E.M. Ibragimova, I. Nuritdinov, B.S. Fayzullaev, K.Yu. Vukolov, I. Orlovskiy. J. Nucl. Mater. 443, 1--3, 393 (2013). doi.org/10.1016/j.jnucmat.2013.07.027
- D.W. Cooke, M.W. Blair, J.F. Smith, B.L. Bennett, L.G. Jacobsohn. IEEE Trans. Nucl. Sci. 55, 3, 1118 (2008). doi.org/10.1109/TNS.2008.922798
- D. Ding, He. Feng, G. Ren, M. Nikl, L. Qin, Sh. Pan, F. Yang. IEEE Trans. Nucl. Sci. 57, 3, 1272 (2010)
- B. Liu, Ch. Shi, M. Yin, Y. Fu, G. Zhang, G. Ren. J. Lumin. 117, 129 (2006)
- K. Yang, C.L. Melcher, P.D. Rack, L.A. Eriksson. IEEE Trans. Nucl. Sci. 56, 5, 2960 (2009)
- D.W. Cooke, K.J. McClellan, B.L. Bennett, J.M. Roper, M.T. Whittaker, R.E. Muenchausen. J. Appl. Phys. 88, 12, 7360 (2000)
- D.W. Cooke, B.L. Bennett, K.J. McClellan, J.M. Roper, M.T. Whittaker. J. Lumin. 92, 83 (2001)
- A.F. Rakov, U.S. Salikhbaev, A.Kh. Islamov, R.H. Bartram, C.L. Melcher. J. Lumin. 130, 2004 (2010)
- A. Lempicki, J. Glodo. Nucl. Instrum. Methods. Phys. Res. A 416, 2--3, 333 (1998)
Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.
Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.