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Lexsyg釋光探測器 | 在材料表征科研領(lǐng)域應(yīng)用分享

更新時(shí)間:2025-03-25點(diǎn)擊次數(shù):146

新型摻硼酸發(fā)光材料助力輻射劑量檢測,Lexsyg儀器揭秘性能奧秘

img1

 

引言
在輻射劑量檢測領(lǐng)域,高性能發(fā)光材料的研發(fā)一直是科學(xué)界的熱點(diǎn)。近期,國際有名期刊《Journal of Luminescence》發(fā)表了一項(xiàng)重要研究——Dy3?)硼酸鋅(ZnB?O?)材料的合成及其發(fā)光特性分析。該研究通過Lexsyg Smart精確測定了材料的熱釋光(TL)性能,為新型輻射劑量計(jì)的開發(fā)提供了關(guān)鍵數(shù)據(jù)支持。

研究亮點(diǎn)

1、材料制備與結(jié)構(gòu)表征
研究團(tuán)隊(duì)采用硝酸法成功合成了不同濃度(1%-9%)的Dy3?摻雜ZnB?O?粉末。XRDESEM分析表明,Dy3?離子優(yōu)先取代Zn2?位點(diǎn),且摻雜未明顯改變材料晶體結(jié)構(gòu)。

2、發(fā)光性能突破

1)陰極發(fā)光(CL)與輻射發(fā)光(RL):材料在電子束和X射線激發(fā)下,均展現(xiàn)出Dy3?的特征發(fā)射峰(藍(lán)光478nm、黃光588nm、紅光678nm及紅外光754nm),其中3% Dy3?摻雜樣品發(fā)光強(qiáng)度高

2)濃度淬滅效應(yīng):當(dāng)Dy3?濃度超過3%時(shí),因離子間非輻射能量轉(zhuǎn)移,發(fā)光強(qiáng)度明顯下降。

img2 

1. 10 kV加速電壓下記錄的不同ZnB2O4:Dy3+含量的CL譜。上面的插圖顯示了488 nm590 nm處發(fā)射譜線強(qiáng)度的變化,作為摻雜濃度的函數(shù)。

img3 

2.連續(xù)X射線輻照下不同ZnB2O4:Dy3+含量的RL譜。

3)熱釋光(TL)性能優(yōu)化
通過Lexsyg Smart TL/OSL系統(tǒng)測定發(fā)現(xiàn),β射線輻照后,材料在96°C處呈現(xiàn)單一TL峰(圖7)。3% Dy3?摻雜樣品表現(xiàn)出優(yōu)異TL響應(yīng),陷阱深度為0.77-0.90 eV,頻率因子高達(dá)101? s?1(圖8、表2),表明其具備優(yōu)異的劑量存儲(chǔ)與釋放能力。

img4 

3. TL強(qiáng)度與Dy3+濃度的關(guān)系。

Lexsyg儀器的關(guān)鍵作用

本研究采用Lexsyg Smart TL/OSL儀器完成TL曲線的精確測量:

1)高靈敏度檢測:系統(tǒng)配備氮?dú)獗Wo(hù)與BG-39濾光片,有效降低背景噪聲,捕捉微弱TL信號(hào)。

2)動(dòng)態(tài)溫控分析:通過T????方法(60-200°C梯度預(yù)熱)揭示陷阱熱穩(wěn)定性,證實(shí)材料適用于寬溫區(qū)劑量監(jiān)測。

3)數(shù)據(jù)可靠性:結(jié)合初始升溫法(IR)計(jì)算活化能與頻率因子,為材料性能優(yōu)化提供定量依據(jù)。

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4. (a)60–200°C范圍內(nèi)進(jìn)行不同的熱預(yù)退火后,各種ZnB2O4:Dy3+含量的熱穩(wěn)定性;( b)樣品的lnI1/T圖的線性擬合獲得Ealn。

結(jié)論與展望
硼酸鋅(ZnB?O?:Dy3?)在3%摻雜濃度下展現(xiàn)出優(yōu)異的發(fā)光性能與TL響應(yīng),有望成為新一代輻射劑量計(jì)的重要材料。研究團(tuán)隊(duì)特別指出,lexsyg儀器的高精度TL/OSL分析能力為材料性能評(píng)估提供了關(guān)鍵技術(shù)支持。未來,該材料或?qū)⒃诃h(huán)境監(jiān)測、醫(yī)療放射劑量控制等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)應(yīng)用突破。


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