搜索

x

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

Ce3+ 掺杂高密度氧化物玻璃的闪烁性能研究

杨斌 张约品 徐波 来飞 夏海平 赵天池

引用本文:
Citation:

Ce3+ 掺杂高密度氧化物玻璃的闪烁性能研究

杨斌, 张约品, 徐波, 来飞, 夏海平, 赵天池

Scintillating properties of Ce3+-doped high density oxide glasses

Yang Bin, Zhang Yue-Pin, Xu Bo, Lai Fei, Xia Hai-Ping, Zhao Tian-Chi
PDF
导出引用
  • 用高温熔融法制备了以SiO2-B2O3-Al2O3-Gd2O3为基质系统Ce3+掺杂的玻璃样品, 测试样品的密度、紫外——可见透射光谱、紫外激发光谱和主要的闪烁性能, 并且把一部分闪烁性能和PbWO晶体及BGO晶体做比较. 着重研究了不同Ce3+掺杂浓度与Gd3+ 离子的含量对玻璃样品闪烁性能的影响规律. 结果表明: 玻璃样品具有较大的密度; 样品的X射线激发发射光谱发射峰位置都在390 nm左右, 当Ce3+ 离子的掺杂浓度为1.0 mol%(摩尔分数)、Gd2O3含量为15 mol%时, 玻璃样品的发光峰强度达到BGO晶体发光强度的90%; 同样验证了Ce3+ 离子具有浓度猝灭效应; Gd3+可以敏化Ce3+离子发光, 但是Gd3+离子到达一定浓度时, 反而会产生猝灭效应, 降低了Ce3+ 离子的发光. Ce3+ 离子掺杂SiO2-B2O3-Al2O3-Gd2O3系统的闪烁玻璃有望替代闪烁晶体广泛应用于高能物理中.
    The SiO2-B2O3-Al2O3-Gd2O3 system based samples doping with rare earth Ce3+ ions (cations) are synthesized by high-temperature melting method. The effects on their density, transmission and scintillating properties are investigated. The results indicate that all the samples, especially those that have high densities, have good physical properties. The emission peak wavelengths of all samples excited by X-ray are at 390 nm. Increasing the concentrations of Ce3 + and Gd3+ ions has a positive effect on luminescence properties. However, when the concentration of Ce3+ ions arrives at 1 mol%, with the increase of the concentration of Ce3+, the emission peak decreases. When Gd3+ ions concentration reaches a certain value scintillating properties decreases with Gd3+ ion concentration increasing. The X-ray-induced luminescence intensity of the sample of SBAG4 is about 90% that of BGO crystal. Gd3+ ions can sensitize the luminescence of Ce3+, the best concentration of Ce3+ ions is 1 mol% and the best concentration of Gd3+ ions is 15 mol%. These samples are attractive for some physical applications.
    • 基金项目: 浙江省自然科学基金(批准号: Z4110072, R4100364)、 国家自然科学基金(批准号: 50972061)、宁波大学王宽诚辛福和核探测与核电子学国家重点实验室(中国科学院高能物理研究所、中国科学技术大学)资助的课题.
    • Funds: Project supported by Zhejiang Provincial Natural Science Foundation of China (Grant Nos. Z4110072, R4100364), the National Natural Science Foundation of China (Grant No. 50972061), K. C. Wong Magna Fund in Ningbo University, the State Key laboratories of nuclear detection and nuclear electronics (Institute of High Energy Physics, Chinese Academy of Sciences and University of Science and Technology of China).
    [1]

    Xie Z J, Yang P Z, Liao J Y 2005 J. Inorg. Mater. 20 522 (in Chinese)[谢建军, 杨培志, 廖晶莹 2005 无机材料学报 20 522]

    [2]

    Okada S, Iizumi K, Mori T 2004 J. Alloys Compd. 383 254

    [3]

    Zeng X H, Zhao G J, Xu J 2004 Acta Phys. Sin. 53 1935 (in Chinese) [曾雄辉, 赵广军, 徐军 2004 物理学报 53 1935]

    [4]

    Peng T P, Luo X B, Zhang C F, Li R Y, Zhang J H, Xia Y J, Yang Z H 2002 Nucl. Phys. Rev. 39 357 (in Chinese) [彭太平, 罗小兵, 张传飞, 李如荣, 张建华, 夏宜君, 杨志华 2002原子核物理评论 39 357]

    [5]

    Zhang Y P, Xu S C, Zhang J L, Wang J H 2007 J. Ningbo University 20 236 (in Chinese) [张约品, 许思超, 章践立, 王金浩 2007 宁波大学学报 20 236]

    [6]

    Chen G R, Baccaro S, Nikl M, Cecilia A, Du Y J, Wang S 2002 Bull.Chin. Ceram. Soc. 2 3 (in Chinese) [陈国荣, Baccaro S, Nikl M, Cecilia A, 杜永娟, 汪山 2002 硅酸盐通报 2 3]

    [7]

    Zhang L, Lin F Y, Hu H F 2001 Acta.Phys.Sin.50 1378(in Chinese)[张龙, 林凤英, 胡和方2001物理学报 50 137]

    [8]

    Jiang C, Zeng Q J, Liu H, Zhang J Z, Gan F X 2001 J. Funct. Mater 32 198 (in Chinese) [姜 淳, 曾庆济, 刘华, 张俊洲, 干福熹 2001 功能材料 32 198]

    [9]

    Lai F, Zhang Y P, Xia H P, Wang J H, Jiang C 2009 Opt. Technol. 35 766 (in Chinese)[来飞, 张约品, 夏海平, 王金浩, 姜淳 2009 光学技术 35 766]

    [10]

    Duffyj A, KYD G O 1996 Phys. Chem. Glasses 37 45

    [11]

    Brennan T, Knightj C, Saunders G A 1999 Phys. Chem. Glasses 40 113

    [12]

    Jiang C, Deng P Z, Zhang J Z, Gan F X 2004 Phys. Lett. A 323 323

    [13]

    He W, Zhang Y P, Wang S X, Wang J H, Xia H P 2011 Acta. Phys. Sin. 60 043627 (in Chinese) [何伟, 张约品, 王实现, 王金浩, 夏海平 2011 物理学报 60 043627]

    [14]

    Jia Q X, Hong G Y, Li Y M 1991 Chin. J. Appl. Chem.8 63 (in Chinese) [贾庆馨, 洪广言, 李有谟 1991应用化学 8 63]

    [15]

    Wang D Y, Xie P B, Lou L R, Xia S D 2001 Acta. Phys. Sin. 50 329 (in Chinese) [王殿元, 谢平波, 楼立人, 夏上达 2001 物理学报 50 329]

  • [1]

    Xie Z J, Yang P Z, Liao J Y 2005 J. Inorg. Mater. 20 522 (in Chinese)[谢建军, 杨培志, 廖晶莹 2005 无机材料学报 20 522]

    [2]

    Okada S, Iizumi K, Mori T 2004 J. Alloys Compd. 383 254

    [3]

    Zeng X H, Zhao G J, Xu J 2004 Acta Phys. Sin. 53 1935 (in Chinese) [曾雄辉, 赵广军, 徐军 2004 物理学报 53 1935]

    [4]

    Peng T P, Luo X B, Zhang C F, Li R Y, Zhang J H, Xia Y J, Yang Z H 2002 Nucl. Phys. Rev. 39 357 (in Chinese) [彭太平, 罗小兵, 张传飞, 李如荣, 张建华, 夏宜君, 杨志华 2002原子核物理评论 39 357]

    [5]

    Zhang Y P, Xu S C, Zhang J L, Wang J H 2007 J. Ningbo University 20 236 (in Chinese) [张约品, 许思超, 章践立, 王金浩 2007 宁波大学学报 20 236]

    [6]

    Chen G R, Baccaro S, Nikl M, Cecilia A, Du Y J, Wang S 2002 Bull.Chin. Ceram. Soc. 2 3 (in Chinese) [陈国荣, Baccaro S, Nikl M, Cecilia A, 杜永娟, 汪山 2002 硅酸盐通报 2 3]

    [7]

    Zhang L, Lin F Y, Hu H F 2001 Acta.Phys.Sin.50 1378(in Chinese)[张龙, 林凤英, 胡和方2001物理学报 50 137]

    [8]

    Jiang C, Zeng Q J, Liu H, Zhang J Z, Gan F X 2001 J. Funct. Mater 32 198 (in Chinese) [姜 淳, 曾庆济, 刘华, 张俊洲, 干福熹 2001 功能材料 32 198]

    [9]

    Lai F, Zhang Y P, Xia H P, Wang J H, Jiang C 2009 Opt. Technol. 35 766 (in Chinese)[来飞, 张约品, 夏海平, 王金浩, 姜淳 2009 光学技术 35 766]

    [10]

    Duffyj A, KYD G O 1996 Phys. Chem. Glasses 37 45

    [11]

    Brennan T, Knightj C, Saunders G A 1999 Phys. Chem. Glasses 40 113

    [12]

    Jiang C, Deng P Z, Zhang J Z, Gan F X 2004 Phys. Lett. A 323 323

    [13]

    He W, Zhang Y P, Wang S X, Wang J H, Xia H P 2011 Acta. Phys. Sin. 60 043627 (in Chinese) [何伟, 张约品, 王实现, 王金浩, 夏海平 2011 物理学报 60 043627]

    [14]

    Jia Q X, Hong G Y, Li Y M 1991 Chin. J. Appl. Chem.8 63 (in Chinese) [贾庆馨, 洪广言, 李有谟 1991应用化学 8 63]

    [15]

    Wang D Y, Xie P B, Lou L R, Xia S D 2001 Acta. Phys. Sin. 50 329 (in Chinese) [王殿元, 谢平波, 楼立人, 夏上达 2001 物理学报 50 329]

  • [1] 高伟, 孙泽煜, 郭立淳, 韩珊珊, 陈斌辉, 韩庆艳, 严学文, 王勇凯, 刘继红, 董军. Ho3+离子掺杂单颗粒氟化物微米核壳结构的上转换发光特性. 物理学报, 2022, 71(3): 034207. doi: 10.7498/aps.71.20211719
    [2] 高伟, 孙泽煜, 郭立淳, 韩珊珊, 陈斌辉, 韩庆艳, 严学文, 王勇凯, 刘继红, 董军. Ho3+离子掺杂单颗粒氟化物微米核壳结构的上转换发光特性研究. 物理学报, 2021, (): . doi: 10.7498/aps.70.20211719
    [3] 苏小娜, 万英, 周芷萱, 吐沙姑·阿不都吾甫, 胡莲莲, 艾尔肯·斯地克. Na2CaSiO4:Sm3+,Eu3+荧光粉的发光特性和能量传递. 物理学报, 2017, 66(23): 230701. doi: 10.7498/aps.66.230701
    [4] 熊晓波, 袁曦明, 刘金存, 宋江齐. Na2SrMg(PO4)2: Ce3+, Mn2+荧光粉的发光性质及其能量传递机理. 物理学报, 2015, 64(1): 017801. doi: 10.7498/aps.64.017801
    [5] 刘力挽, 周秦岭, 邵冲云, 张瑜, 胡丽丽, 杨秋红, 陈丹平. Ce3+掺杂SiO2-Al2O3-Gd2O3玻璃的闪烁性能. 物理学报, 2015, 64(16): 167802. doi: 10.7498/aps.64.167802
    [6] 任国浩, 裴钰, 吴云涛, 陈晓峰, 李焕英, 潘尚可. 铈离子掺杂浓度对氯化镧(LaCl3:Ce)闪烁晶体发光性能的影响. 物理学报, 2014, 63(3): 037802. doi: 10.7498/aps.63.037802
    [7] 陈乔乔, 戴能利, 刘自军, 褚应波, 李进延, 杨旅云. 不同激发波长下Ce3+-Tb3+-Sm3+共掺白光玻璃的发光性能. 物理学报, 2014, 63(7): 077803. doi: 10.7498/aps.63.077803
    [8] 梁锋, 胡义华, 陈丽, 王小涓. 荧光粉CaWO4:Eu3+中WO42-与Eu3+间的能量转递. 物理学报, 2013, 62(18): 183302. doi: 10.7498/aps.62.183302
    [9] 米瑞宇, 夏志国, 刘海坤. Ce3+, Mn2+共掺的Ca4Y6 (SiO4)6F2的发光性质和能量传递. 物理学报, 2013, 62(13): 137802. doi: 10.7498/aps.62.137802
    [10] 毕长虹, 孟庆裕. CaWO4:Sm3+荧光粉的发光性质及其能量传递机理. 物理学报, 2013, 62(19): 197804. doi: 10.7498/aps.62.197804
    [11] 沈应龙, 唐春梅, 盛秋春, 刘双, 李文涛, 王龙飞, 陈丹平. 铈铕共掺高钆氧化物玻璃的发光性能及能量传递效应. 物理学报, 2013, 62(11): 117803. doi: 10.7498/aps.62.117803
    [12] 钟瑞霞, 张家骅, 李明亚, 王晓强. Eu2+, Cr3+共掺杂的MAl12O19 (M=Ca, Sr, Ba)的发光性质及能量传递. 物理学报, 2012, 61(11): 117801. doi: 10.7498/aps.61.117801
    [13] 肖思国, 阳效良, 丁建文. Er3+/Yb3+掺杂氟硅铅酸盐微晶玻璃的上转换发光. 物理学报, 2009, 58(10): 6858-6862. doi: 10.7498/aps.58.6858
    [14] 吕景文, 刘 双, 肖洪亮, 郑笑秋, 李 岳, 李 峰. Cr3+/Tm3+/Ho3+共掺氟磷酸盐玻璃的制备及性能表征. 物理学报, 2008, 57(10): 6373-6380. doi: 10.7498/aps.57.6373
    [15] 锁 钒, 于军胜, 邓 静, 蒋亚东, 王 睿, 汪伟志, 刘天西. 芴-咔唑新型共聚物/PVK掺杂体系的电致发光特性研究. 物理学报, 2007, 56(11): 6685-6690. doi: 10.7498/aps.56.6685
    [16] 陈敢新, 张勤远, 杨钢锋, 杨中民, 姜中宏. Tm3+/Ho3+共掺碲酸盐玻璃的2.0μm发光特性及能量传递. 物理学报, 2007, 56(7): 4200-4206. doi: 10.7498/aps.56.4200
    [17] 石冬梅, 张勤远, 杨钢锋, 姜中宏. Tm3+/Ho3+共掺镓铋酸盐玻璃1.47μm发光特性和能量传递的研究. 物理学报, 2007, 56(5): 2951-2957. doi: 10.7498/aps.56.2951
    [18] 金 哲, 聂秋华, 徐铁峰, 戴世勋, 沈 祥, 章向华. Tm3+/Yb3+共掺碲铅锌镧玻璃的能量传递和上转换发光. 物理学报, 2007, 56(4): 2261-2267. doi: 10.7498/aps.56.2261
    [19] 孙世菊, 滕 枫, 徐 征, 张延芬, 侯延冰. 聚乙烯基咔唑与Alq3混合薄膜的发光性能与能量传递过程. 物理学报, 2004, 53(11): 3934-3939. doi: 10.7498/aps.53.3934
    [20] 李丹, 吕少哲, 陈宝玖, 王海宇, 唐波, 张家骅, 侯尚公, 黄世华. Y2O3:Eu纳米晶中能量传递相互作用的研究. 物理学报, 2001, 50(5): 933-937. doi: 10.7498/aps.50.933
计量
  • 文章访问数:  5957
  • PDF下载量:  499
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2011-12-23
  • 修回日期:  2012-03-19

/

返回文章
返回