Ce3+掺杂浓度对Cs2LiYCl6晶体闪烁性能的影响

作者：王绍涵; 吴云涛; 李焕英; 史坚; 郑普; 任国浩^*

来源：中国稀土学报, 2020, 38(06): 759-767.

• CLYC:Ce
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• 3+浓度" name="keyword">Ce3+浓度

Cs2LiYCl6(缩写为CLYC:Ce)闪烁晶体具有良好的能量分辨率(～4.5%)、优异的线性非比例响应,出色的脉冲形状甄别能力,非常适用于进行中子/伽马分辨的国土安全领域。为了获得最佳Ce3+离子掺杂浓度,利用坩埚下降法生长了Ce3+离子掺杂浓度分别为0.1%, 0.3%, 0.5%, 0.7%, 1%(原子分数)的CLYC:Ce晶体,从每个晶体毛坯中取出一个尺寸为Φ11 mm×5 mm且无裂纹和包裹体的样品,测试了它们的光学和闪烁性能。发现Ce3+离子掺杂浓度为0.3%～0.5%时, CLYC拥有相对更好的闪烁性能。在这个浓度范围内, CLYC的相对光输出为20000 photons/MeV。其中CLYC:0.5%Ce在137Cs激发下的能量分辨率约为5.4%,衰减时间常数分别为:2.4, 24.4, 483.1和2855.2 ns,分别对应芯价发光、 Ce3+直接捕获发光、二元Vk和电子扩散和STE向Ce3+离子能量传递发光。

• 单位
  中国科学院上海硅酸盐研究所; 中国工程物理研究院核物理与化学研究所; 中国科学院大学