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人工晶体学报2026年第02期:Sm~(2+)-Ce~(3+)-共掺CLLB闪烁晶体生长及发光性能研究

来源:期刊VIP网 时间:


作者:王浩涵;魏钦华;舒昶;尹航;唐高;张素银;秦来顺;

单位:中国计量大学材料与化学学院;

摘要:二价钐离子(Sm~(2+))掺杂卤化物闪烁体表现出优异的近红外闪烁性能。本文采用垂直布里奇曼法成功生长出不同浓度Sm~(2+)共掺杂的Cs_2LiLaBr_6∶Ce~(3+), Sm~(2+)闪烁晶体,详细研究了它们的发光性能、能量传递及缺陷情况。通过ICP-MS方式估算出Sm~(2+)在CLLB基质中的分凝系数约为2.0。紫外-可见荧光光谱发现Ce~(3+)、Sm~(2+)共掺的Cs_2LiLaBr_6晶体呈现390、420和770 nm三个发射峰,分别归属于Ce~(3+)和Sm~(2+)的5d-4f电子跃迁发射,通过Sm~(2+)的共掺成功获得近红外发光。荧光量子效率测试结果表明,随Sm~(2+)掺杂浓度的增加,晶体的荧光量子效率呈现先增加后下降的趋势,掺杂浓度(原子数分数)为3%Sm~(2+)时,荧光量子效率达到最高98.5%。Sm~(2+)和Ce~(3+)的光谱重叠及衰减时间结果表明Ce~(3+)-Sm~(2+)之间存在能量传递,且在传递过程中存在较多的能量损失。最后,基于不同离子掺杂浓度晶体样品的热释光(TL)曲线和X射线激发发射(XEL)结果研究了Sm~(2+)掺杂对基质缺陷的影响,并讨论了其发光机理。

关键词:Sm~(2+)掺杂;;Cs_2LiLaBr_6∶Ce~(3+),Sm~(2+);;垂直布里奇曼法;;能量传递;;闪烁晶体;;发光性能

基金资助:国家自然科学基金(12275262);; 浙江省自然科学基金(LZ23E020001)