釋光材料的缺陷結構和發光機制的研究

《釋光材料的缺陷結構和發光機制的研究》是依託中山大學，由唐強擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：釋光材料的缺陷結構和發光機制的研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：唐強
• 依託單位：中山大學

中文摘要

系統地製備具有代表性體系的釋光磷光體材料，用晶體結構研究方法，包括X射線衍射、中子衍射和電子自旋共振等，研究這些釋光材料中摻入不同濃度的雜質後，引起的缺陷結構變化，研究製備工藝與缺陷結構的關係； 用熱釋光三維光譜研究材料的發光特性，獲取有關缺陷複合體參數與發光機制的關係，測定釋光材料的劑量特性，研究釋光材料中晶體缺陷結構與劑量回響非線性的相關性。通過計算晶體能態，結合實驗結果，明確釋光晶體的能級結構。 基於對缺陷結構和發光機制的新認識，發展和完善釋光理論模型，指導釋光新材料的研製，製成劑量特性優良、有套用價值的釋光材料。本研究不僅對釋光劑量學具有重要意義，而且對釋光材料開發和實際套用有促進作用。

結題摘要

本項目通過研究釋光材料製備工藝、缺陷結構、發光特性，建立和完善釋光材料發光機制的理論模型，提高釋光材料研製的效率。研製了多個系列的摻雜稀土和過渡金屬離子的釋光磷光體，包括鹼土金屬硫酸鹽、硼酸鹽、磷酸鹽和矽酸鹽發光材料。研究了製備工藝、缺陷結構、發光特性之間的關係，通過低溫熱釋光光譜和高溫熱釋光光譜研究材料發光特性和能量轉移規律。通過XAFS譜和XRD結構精修數據均發現二價稀土離子摻入後出現等電子陷阱，並研究了等電子陷阱對熱釋光發光和劑量回響的影響，完善並驗證了基於缺陷複合體的複合作用劑量回響模型。製備出光釋光性能非常良好的新材料LiMgPO4:Tm, Tb，提出多次退火法計算光釋光陷阱參數，並和其他實驗結果進行對照分析。 研製出的低溫熱釋光三維光譜儀填補國內該項空白，不僅可以測量低溫熱釋光三維發光譜，還可以測量發光曲線，以及不同溫度下的輻射發光（RL）光譜，低溫三維熱釋光光譜的測量方法將為新劑量學材料的開發提供更先進的測試和分析方法，可以用於淺陷阱的研究，豐富晶體結構中陷阱能級分布數據，明確關於發光時間衰減、競爭陷阱等假設，解釋相關實驗現象。項目還進行了劑量學方面的套用研究，包括事故劑量的重建，Al2O3：C在放射治療中劑量驗證方面的套用，以及一種以LiMgPO4:Tm,Tb磷光體為測量探頭的線上測量的光纖劑量計。