用单光电子脉冲幅度刻度方法测量钨酸铅晶体发光产额

钨酸铅晶体的发光产额很低，用通常的方法测量其发光产额会引入较大误差。本文介绍了用单光电子脉冲幅度刻度方法对ＰｂＷＯ４发光产额进行测量，可以在实验室条件下利用常见放射源得到的比较准确的结果，并给出了用此方法对几种ＰｂＷＯ４样品的发光产额进行测量的实验结果。     

钨酸铅晶体中掺杂阳离子的计算机模拟

用缺陷化学方法讨论了Nd3 、Th4 、Sb5 掺杂PbWO4(PWO)中可能存在的杂质缺陷模型,用GULP软件计算了不同杂质缺陷的生成能.计算结果表明,Nd3 和Th4 将占据PWO晶体中VP2b-周围的Pb位,对VP2b-的电荷补偿抑制了PWO晶体中420 nm吸收带.Sb5 在高浓度掺杂时将占据PWO晶体中V2O 周围的W位,并由于占据W位所呈现的一价负电性补偿V2O 的正电性,使孤立的铅空位增多,引起350 nm吸收的减弱和420 nm吸收的增强.     

镨离子掺杂钨酸铅晶体荧光衰减动态研究

测量Pr3+:PbWO4晶体3p0和1D2能级在常温下的荧光衰减曲线,计算这2个能级的荧光寿命.结合改进的Judd-Ofelt理论得到3p0和1D2能级的辐射寿命,详细分析了这2个能级的荧光衰减动态情况.对于3p0能级,其荧光衰减主要是受到多声子无辐射跃迁的影响；对于1D2能级,其无辐射衰减的主要通道是共振交叉能量传递...     

掺Nb5+钨酸铅晶体的计算机模拟

应用GULP计算软件模拟计算了掺Nb5 的PbWO4(PWO)晶体中,Nb5 可能存在的位置以及对应的各种缺陷的生成能.通过比较生成能的大小确定了Nb5 在PWO晶体中最可能的存在方式,并对其电荷补偿机制进行了分析.计算结果表明,在掺Nb5 ∶PWO中,Nb5 首先占据邻近缺氧的W6 位,但不可能由F心或F 心来作为补偿,其电荷补偿形式应为[NbO3 VO] —[NbO4]-,改变了在晶体中与350 nm吸收带有关的氧空位V2O 的电荷补偿机制,从而抑制了350nm吸收.     

退火处理对镨离子掺杂钨酸铅晶体的光谱影响

研究退火处理对镨离子掺杂钨酸铅晶体光谱性质的影响.在常温条件下测量镨离子掺杂钨酸铅晶体退火前和退火后的偏振吸收谱、偏振荧光谱和主要荧光发射上能级的衰减曲线.研究表明退火处理可以减少大部分与氧缺乏有关的缺陷中心和与热应力有关的晶体缺陷中心;探讨了减少其它晶体缺陷中心的方法.结果表明,晶体的退火处理是一种提高镨离子掺杂钨酸铅晶体发光性能的有效方法.     

掺镱钨酸钡晶体及光谱性能

采用液相法合成掺镱钨酸钡(Yb∶BaWO4)晶体的原料,并用Czochralski法(提拉法)生长出无色透明不开裂的Yb∶BaWO4晶体.对Yb∶BaWO4晶体分凝系数、晶胞参数、热谱、透过和吸收光谱进行测试,计算了有关光谱参数.研究这种晶体成为激光基质晶体的可行性.     

不同化学配比钨酸铅晶体缺陷的研究

利用正电子湮没寿命谱（PAT）和X光电子能谱（XPS）的测试手段，对不同化学配比钨酸铅晶体中缺陷进行研究，结果表明丰W样品增加晶体中铅空位（VPb）浓度（物质的量比）、而丰Pb样品则少晶体中VPb浓度。这一结论对大尺寸钨酸铅晶体生长过程中关于温度梯度、生长速度和加温制度的有效选取具有一定的参考作用。并结合发射谱的测试，提出钨酸铅晶体中的绿发光很可能产生于由VPb引起的WO3＋O^-。     

二价离子掺杂钨酸铅晶体的计算机模拟

应用GULP软件计算了PbWO4(PWO)晶体中分别掺杂Zn、Ca二价离子的相关缺陷生成能,并对计算结果进行了讨论.结果表明,Zn离子进入PWO晶体中只能占据铅空位附近的填隙位置,而Ca离子进入PWO晶体中可以占据铅空位,也可以占据铅空位附近的填隙位置,这两种情况出现几率近似;对于相同的掺杂浓度,在掺Zn的PWO晶体中的孤立铅空位数量比掺Ca的PWO晶体中少,从而掺Zn可以更好地抑制与铅空位有关的短波段吸收,增加晶体的光产额.     

掺氟钨酸铅晶体的电子结构研究

用密度泛函的方法计算了掺氟钨酸铅晶体(F^-：PbWO4)的电子结构．结果表明，杂质F^-离子的掺入使得部分O的2p态和W的5d态分裂并进入到禁带中，使得禁带宽度变窄．F的2p态距离价带顶6．0eV左右，因而不会影响晶体的蓝发光．F^-离子替位氧离子O^2-可以部分地补偿由于铅空位VPb所造成的局域电荷失衡，阻止铅空位VPb抓住空穴形成复合色心．因此，可以减弱420nm吸收带，有效地增加光产额．     

Nd:YAG晶体发光的浓度和温度特性

在8K低温下测量了温梯法生长的不同浓度Nd：YAG晶体的高分辨吸收谱，Nd掺杂的摩尔分数分别为0．01，0．02和0，03，YAG在不同浓度下都存在明显的卫星线结构。对不同浓度Nd：YAG晶体荧光光谱的研究发现，摩尔分数为0．02的Nd：YAG晶体具有最强的荧光强度，从6K到300K的不同温度下对不同浓度Nd：YAG晶体的^4F3/2能级的荧光衰减进行了测量。实验发现，不同浓度Nd：YAG的衰减曲线都表现出明显的非指数形式，高浓度Nd：YAG晶体的荧光寿命呈现出明显的温度依赖特性，这主要归因于Nd^3 离子间相互作用和能量转移速率随Nd浓度的增加而增大。     

钨酸铅晶体中F型色心电子结构的研究

运用相对论性的密度泛函离散变分（DV-Xα）方法模拟计算了PbWO4（PWO）晶体中F型色心的电子结构,得到了PWO晶体的态密度分布,讨论了色心的可能光学跃迁模式,并用过渡态方法计算了跃迁能量。计算结果表明,F、F^＋心在PWO晶体的禁带中引入了施主能级,F、F^＋心可向W 5d轨道发生跃迁,其跃迁能分别是1.83eV、2.28eV,因此,可推断F、F^＋心能引起PWO晶体中680nm、550nm的吸收。     

BGO晶体的性能研究

利用蒙特卡罗方法,模拟不同能量的γ射线在BGO晶体中的闪烁过程及不同厚度不同包装下闪烁光的空间分布,发现点光源模型对于晶体出光平面上闪烁光强分布是适用的.模拟表明：BGO与包装之间的界面粗糙时比光滑时空间分辨更好;闪烁中心离出光面越近位置分布越窄,且晶体厚度为4 mm时光产额最大.     

填隙氧离子对钨酸铅晶体光学性质的影响及绿光起源的研究

应用GULP软件按照能量最低原理确定了钨酸铅(PWO)晶体中填隙氧离子的位置,再用CASTEP软件计算了完整PWO晶体和含有填隙氧离子的PWO晶体的总态密度、分态密度和吸收光谱.计算结果表明,填隙氧离子的存在不会造成PWO晶体可见光区的显著吸收;PWO晶体中的绿光中心可能起源于WO4 Oi.     

液氩探测器的低温PMT性能测试

中国暗物质实验(China dark matter experiment,CDEX)拟使用液氩探测器作为高纯锗探测器的反符合探测器,其使用的光电倍增管(photomultiplier tube,PMT)需能长期稳定地工作在液氩温度(87.3 K)下.PMT在使用前,须掌握其在低温下的性能情况.文章分别在室温和低温环境中测试了ETL 9357FLA型光电倍增管,获得了单光电子响应、暗计数率以及低温环境中运行的稳定性等重要实验结果.通过详细地对比和分析室温和低温环境中PMT的性能表现,确认该型PMT能在低温环境中正常运行.     

大尺寸PbWO4:Y晶体光谱性能的均匀性研究

报道了用改进的布里奇曼(Bridgmam)法生长的大尺寸PbWO4:Y晶体光谱性能均匀性的研究.通过对依次切自大尺寸PbWO4:Y毛坯晶体的籽晶端、中间部位和顶端三块晶体(24 mm×24 mm×24 mm)的透射光谱、X-ray激发发射光谱、发光衰减寿命、光产额和辐照损伤等方面的光谱性能测试,表明了Y掺杂能显著改善PbWO4晶体的光谱性能,使晶体在短波330～420 nm范围的透过率明显提高,抗辐照能力增强.     

Na_5Ho(WO_4)_4晶体的生长、结构及光谱性质

用助熔剂缓冷法培养出化学计量比的发光单晶体Na_5HO(WO_4)_4。该晶体属四方晶系,I4_1/a空间群,晶胞参数为a=11.437(?),c=11.336(?),c/a=0.991。测定了该晶体室温下的反射光谱、激发光谱及荧光光谱。观察到Ho~(3 )离子的~5S_2—~5I_8跃迁的强黄绿色荧光发射。     

一维光子晶体传输性能的分析

光子晶体具有不同介电常数的物质在空间周期性排列而成的人工微结构,是一种能承载电磁波传播的新型光学材料,具有光子带隙、抑制自发辐射、光子局域、偏振特性等性能.利用传输矩阵方法导出光波在一维光子晶体中传播的反射系数和透射系数,分析了不同参数对应的光子带隙,发现介质折射率对光子带隙有着明显的影响.     

NaI(Tl)晶体的性能研究

利用蒙特卡罗方法,模拟能量为140KeV的γ射线在NaI(Tl)晶体中的闪烁过程及不同厚度不同包装下闪烁光的空间分布,得出点光源模型对于晶体出光平面上闪烁光强分布是适用的结果.模拟表明,NaI(Tl)与包装之间的界面粗糙时比光滑时空间分辨更好;闪烁中心离出光面越近位置分布越窄,且晶体厚度11mm时光产额最大.     

闪烁晶体阵列中光子输运过程的Monte Carlo模拟

为了验证MicroSPECT系统的探测器的设计方案,使用DETECT2000进行闪烁晶体内光子输运过程的Monte Carlo模拟。MicroSPECT系统探测器部分使用4个探测面积为49 mm×49 mm的位置灵敏光电倍增管H8500拼接组成。与之配合的闪烁晶体阵列的面积为103.75mm×103.75mm,像素大小为1.45mm×1.45mm。电子学电路通过位置权重法计算闪烁事件发生的位置。结果表明,闪烁晶体阵列中有效成像像素为55×55,且光电倍增管的拼接部分仍然具有探测能力,初步证明了该系统设计的可行性。     

六方相NaYF4∶Yb3+,Er3+晶体的制备及上转换发光性能

采用水热法制备形貌规整、尺寸均一的β-NaYF4:Yb3+,Er3+微米片,借助X线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)等分析技术研究不同反应温度、反应时间对合成产物的物相、形貌和尺寸的影响。结果表明:随着反应温度的升高和反应时间的延长,生成的产物由α-NaYF4纳米颗粒逐渐转变为β-NaYF4微米片。当反应温度为220℃、反应时间为24 h时,得到了直径为2.9μm、厚度为1.3μm的片状β-NaYF4:Yb3+,Er3+粉体。荧光光谱分析表明,在980 nm激光激发下,β-NaYF4:20%Yb3+,2%Er3+粉体能够发射出绿光(波长521和539 nm)和红光(波长654 nm)。