浮区法生长Lu₂Si₂O₇:Ce晶体的缺陷、光学和闪烁性能研究

冯鹤¹，任国浩²，丁栋舟²，李焕英²，徐军²，杨秋红¹，徐家跃³

1. 上海大学材料科学与工程学院2. 中国科学院上海硅酸盐研究所3. 上海应用技术学院材料科学与工程学院

摘 要：通过浮区法制备得到LPS:0.5%Ce单晶样品,并对其包裹体、开裂、闪烁和光学性能进行了研究,获得了晶体的电子探针谱、透过谱、77⁵00 K下的紫外激发发射谱、X射线激发发射谱和77⁵00 K下的衰减时间谱。研究发现晶体中存在解理开裂和热应力开裂,同时存在两种类型的包裹体,分别包含[Si3O9]6-、23[SiO]n阴离子团和过量的SiO2。由于采用空气为生长气氛,样品中部分Ce3+被氧化为Ce4+。浮区法LPS:0.5%Ce表现出较高的发光效率,约为32000 ph/MeV。随着温度的升高,样品的紫外激发发射谱逐渐向长波方向移动,发射谱谱线随着温度的升高展宽,导致自吸收的增加。衰减时间的温度转变点位于450 K,表明LPS:Ce闪烁晶体适用于高温环境,是一种性能优异的闪烁晶体。

关键词：Lu2Si2O7:Ce;浮区法;单晶;缺陷;闪烁性能;