赵建林.PDFVIP

? 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 第 卷 第 期 年 月 无 机 材 料 学 报 、勺 , , 文章编号 一 一 一 碘化艳晶体中 基聚集相的发光性质 冯锡 淇 , 赵建林 , 高 明 , 护 , 张雁行 中国科 学院上 海硅 酸盐研 究所无机功 能材料开放 实验 室 · 西 北 工 业 大 学 应 用物 理 系 , , 摘 要 掺铅的碘化艳 晶体在 空气中进行热处理可以在晶体中诱 导产生发光中心 , 这些发光 中心的激发谱与 一 一 体系中一系列化合物的激子 吸收谱相吻合 它们被认为是 由该晶体在退火过程中所形成的 、 等聚集相产生的 测量了 、 温度范围内分别在 和 波长激发下 的发射谱 , 观察到各发射谱的相对强度随退火时间而变化 , 这表明在 退火温度下晶体中各类 一 一 聚集相的形成和转化已十分活跃 关 键 词 掺铅碘化艳 , 基聚集相 , 发光性质 中图分类号 文献标识码 引言 近年来 , 随着闪烁晶体在高能物理研究和计算机断层扫描技术 工业检测 、 医疗诊断 , 如 等 中的应用 日益增加 , 对新型闪烁材料特别是快响应闪烁晶体的研究十分活跃 · 衰减常数是闪烁晶体的主要参数之一 , 它的大小随闪烁过程而异 当发光是基于 晶体中的 基质或杂质离子的外壳层 电子的辐射跃迁 , 则衰减速率取决于发光 中心的激发态 一 基态跃 迁几率 , 对于最快的电偶极允许跃迁 , 一般为几个 但 由于受禁止跃迁的影 响而可能延 长 , 如 或 晶体中为 、 和 中 的几百 非辐射淬灭能 显著地缩短衰减常数 , 如 晶体中约为 , 但光产额大大降低 年 , 等人报道了在掺 的 晶体中形成的 纳米晶发光的量子尺寸效应 , 它具 有非常快的衰减过程 实际上 , 这可以看作是探索快闪烁体的一条新途径 从那 以后 , 对于 , , 晶体中 “ 基聚集相的发光性质逐渐引起人们的注意 · 也 就是通过对 晶体进行退火处理 , 在晶体中形成 聚集相 , 这种 结构 , 是具有直接带隙跃迁的宽禁半导体 , 发光效率高 , 而且特别适合于观察量子尺寸 效应 , 类似的结构经常出现于 , 和 等宽带半导体材料中 , 在 已报道 的研究工作中 , , , 经过 、 热 处理 , 快速冷却至 室 温 , 就能在晶体 中形成 凡 聚集相 这些样品的激发谱和发射谱与 , , 体材料十分相似 , 而衰减时间则更短 研究还发现 , 对于 材料 , 为观察到与上述类 收稿 日期 一 一 , 收到修改稿日期 一 一 荃金项 目 国家 自然科学基金资助课题 作者简介 冯锡淇 , 男 , 年生 , 研究员 ? 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 期 冯锡淇等 碘化艳晶体中 基聚集相的发光性质 似的现象需要更高的退火温度 , 而且研究得较少 , 但就材料而言 , 工比 和 成熟 得多 , 现 已能大量生产 更成功地应用于多 台大型加速器的电磁量能器 中 因此 , 从实际应用的角度考虑 , 体系似更值得重视 本文报道我们对 体系中铅基聚集相的发光性质的研究结果 在实验 中使用 的退 火温度为 “ , 是迄今 已报道的最高值 , 这意味着 聚集相形成的过程更快 , 并可 能得到一些新的结果 实验 晶体用柑祸下降法生长 , 在 熔体中掺入 生长用 的原料先用多 段 区域熔炼技术进行提纯 样品尺寸近似 , 为抛光面 样 品在空气中以 作退火处理 第一次处理时间 , 急冷至室温 作发光测试后 , 在 处理 , 急冷至室温 , 作第二次发光测量 发光测试后 , 在 处理 , 再作第三 次发光测量 光吸收谱的测量使用 一 分光光度计 , 退火诱导 吸收谱 退火 前后的差值谱 由专用的计算机软件完成 · 光致发光的发射谱和激发谱是在一台 单光栅光谱仪上测得的 , 光接收元件为致冷型 光 电探测器和光子计数系 统 激发光源使用一支 高压 灯 , 以 单色仪作为可变 带宽滤光器 , 并配以附加的一组干涉滤光片 带宽 以减少杂散光的影 响 样 品安装于 公司的 型液氦致冷的恒温器 中 , 可以在 温度下稳定地进行测量 · 实验结果和讨论 样品经 退火 , 急冷至室温 , 图 表示该样品在退火前后吸收谱的变化 , 可观察到 至少三个退火诱导吸收带 、 、 , 这说明经退火 急冷过程在 晶体 中产生了新的光吸收中心 其中 带被认为对应于 相的激子吸收带 而 卜卜 卜︹︺月峙八乙弓口︸甘八 ︵巴七。二 带则可能是 由另一种聚