Si⁴⁺共掺杂Yb:YAG单晶生长和光谱特性研究

作者：田瑞丰; 张璐; 潘明艳; 齐红基

来源：人工晶体学报, 2021, 50(10): 1957-1962.

DOI：10.16553/j.cnki.issn1000-985x.2021.10.011

• Si4+掺杂
• Yb∶YAG晶体
• 提拉法
• 闪烁性能
• 探测灵敏度

利用提拉法生长了Si4+共掺杂Yb∶YAG单晶,该晶体属于立方晶系,Oh10-Ia3d空间群。掺杂的Si4+没有改变YAG的晶体结构,但是影响了发光离子的价态。吸收光谱表明Si4+的引入使得Yb2+含量增多,这是由于Si4+引入了过量的电荷,为满足电价平衡,Yb3+转换为Yb2+。Yb2+的出现降低了Yb∶YAG的发光强度。稳态X射线激发发射光谱结果表明Si4+共掺杂Yb∶YAG晶体的发光强度是Yb∶YAG的63%,γ射线激发下的光产额降至原来的40%。此外,由于原料中含有多种Yb的同位素,Yb∶YAG除了可以被X射线、γ射线激发出荧光外,还可以与中子发生核反应产生带电粒子,进而引起次级反应产生荧光。荧光的产生仍然由Yb3+决定,因此,Si4+掺入也降低了中子探测灵敏度。

• 单位
  中国科学院大学; 中国科学院上海光学精密机械研究所