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光致发光光谱(PL)-东谱实验室

具体测试对象:

闪烁体晶体及薄膜、直接转换型半导体辐射探测材料

剂量计材料、X射线存储荧光粉、中子探测用荧光转换材料

切伦科夫辐射体、辐射致发光材料等

 

1 项目介绍

原理:以光子能量大于材料带隙或激发阈值的激光照射样品,价带电子跃迁至导带,经弛豫后通过辐射复合发射光子。收集发射光强随波长的分布,获得光致发光光谱。峰位对应带隙、缺陷能级或激活剂离子能级,强度与辐射复合效率及缺陷浓度相关。

作用:表征辐射探测材料中缺陷态与激活剂发光特性,评估本征发光效率及辐照诱导缺陷的演变。可识别闪烁体中激活剂离子的发光中心类型与局域配位环境;分析辐照前后发光强度衰减与缺陷态生成的相关性;为闪烁体材料设计、辐射损伤评估及剂量计发光中心标定提供光学判据。

 

2 样品要求

样品可为单晶、粉末、薄膜或陶瓷,表面须洁净无污染。测试前须确认激发波长不引起样品强荧光背底或光化学损伤。粉末样品须研磨均匀,薄膜须沉积于无荧光衬底上。对辐照后样品,须在暗态下充分弛豫以消除余辉。若用于辐射损伤研究,对照未辐照样品须与辐照样品同源同批次,以分离工艺波动与辐照效应。环境须恒温并遮光。

 

3 常见问题

3.1样品余辉对测试干扰。

辐照后的剂量计材料或闪烁体在暗态下残留的余辉或热释光信号,在激发光关闭后仍持续发射光子,若测量序列中激发与采集时序未充分间隔,该残余信号叠加于PL光谱,造成基线抬升与弱峰掩没。须在激发前对样品进行充分退火或暗态静置,并采用门控采集方式避开初始余辉阶段。

3.2激发光功率密度引发的热淬灭。

高功率密度激发下局部升温导致无辐射跃迁概率增加,发光强度出现亚线性响应甚至下降,激活剂离子发光峰强比失真。对于热导率较低的闪烁体陶瓷或粉末,该效应尤为显著。须采用低功率激发或在液氮温度下采集,验证发光强度与激发功率的线性依赖性。


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