人工晶体学报

作者：彭晨, 张璐, 潘明艳, 颜欣龙, 贾宇桢, 王瑞辰, 段韦恒, 何伟民, 杨伟虎, 宋柏君, 程瑶, 范潇宇, 杨帆

单位：1.南开大学物理科学学院，天津 300110；2.中国科学院上海光学精密机械研究所，上海 201800

关键词：YAG∶Yb晶体,辐照损伤,阴极荧光,发光均匀性,掺杂效应,闪烁发光,

基金：国家重点研发计划(2022YFB3503900);国家自然科学基金(12175110)

本文研究了不同Yb3+掺杂浓度（1.5%、15%、50%，原子数分数）的YAG∶Yb晶体，以及15%Yb3+共掺0.05%Na+和0.05%Ba2+样品在137Cs伽马源辐照前、后透过率，光电子产额及阴极荧光（CL）发光分布特性变化。研究发现，15%Yb3+单掺样品在辐照后辐照诱导吸收最强，但其发光均匀性基本保持稳定，归一化CL强度的RMS/Mean（均方差/平均值）值仅由3.17%（370 nm）和3.20%（475 nm）上升至5.32%和4.66%。而1.5%Yb3+样品虽辐照诱导吸收较弱，但发光离散性显著恶化（370 nm的RMS/Mean值由2.36%上升至10.61%），光电子产额下降幅度约22.2%，能量分辨率由62.0%劣化至116.6%，表明在低掺杂条件下辐照诱导缺陷对发光空间均匀性的破坏可能阻碍能量传递路径从而抑制电荷迁移过程，导致紫外可见发光减弱。50%Yb3+样品辐照后辐照诱导吸收和发光不均性均较显著，但其光电子产额及能量分辨率相对稳定，可能与高掺杂引起的结构畸变对辐照缺陷效应的部分补偿有关。共掺Na+/Ba2+样品在抑制辐照诱导吸收和发光稳定性方面均表现最优，表明适当的共掺杂有助于抑制缺陷形成并提升晶体的抗辐照能力。综合结果表明，YAG∶Yb晶体的辐照稳定性不仅受辐照诱导缺陷吸收的影响，还与晶体缺陷对发光均匀性的调控密切相关。

来源：2026年第2期

《人工晶体学报》期刊编辑部

查看人工晶体学报杂志2026年第2期