人工晶体学报

作者：杨蕾, 张明荣, 刘建强, 侯越云, 胡久奎, 闫晋力, 张春生

单位：1.北京玻璃研究院有限公司,北京 101111; ；2.北京首量科技股份有限公司,北京 101111

关键词：氟化钡,闪烁晶体,共掺,快/慢成分比,快响应,坩埚下降法,

氟化钡(BaF2)晶体是已知响应最快的闪烁晶体,在高能物理、核物理及核医学等领域有着广泛的应用前景。抑制BaF2晶体的慢发光成分对其工程应用至关重要。本文利用坩埚下降法制备了高Y3+掺杂浓度5%、8%、10%(摩尔分数)的BaF2晶体,并采用Y3+与碱金属离子(Li+、Na+)共掺杂的方法形成电荷补偿阻止间隙F-的产生,制备了双掺杂型BaF2快响应闪烁晶体,进而基于优化的5 ns和2 500 ns时间门宽测试方法,研究了Y3+掺杂浓度以及Y3+与碱金属离子(Li+、Na+)共掺杂浓度对BaF2闪烁晶体快/慢成分比的影响规律。结果表明,生长的高浓度Y3+掺杂BaF2晶体的光学质量优异,在220 nm和300 nm处透过率分别高于90%和92%;随着Y3+掺杂浓度由0提高至10%,BaF2晶体的慢发光成分显著降低,快/慢成分比由0.15提高至1.21;生长的Y3+/Li+及Y3+/Na+共掺杂BaF2晶体的慢发光成分较Y3+掺杂BaF2晶体进一步降低,快/慢成分比最高分别可达1.63和1.61。研制的双掺杂BaF2快响应闪烁晶体有望应用于高能物理、核物理前沿实验等重要领域。

来源：2022年第12期

《人工晶体学报》期刊编辑部

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