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Mg共掺杂Gd3(Al,Ga)5O12:Ce晶体快发光的作用机理
文献摘要：
Gd3(Al,Ga)5O12:Ce(GAGG:Ce)闪烁体综合性能优异,应用前景广阔.为加快GAGG的发光衰减速度,本研究通过提拉法生长了Mg共掺的Gd3(Al,Ga)5O12:Ce单晶.测试结果显示,随着Mg2+掺杂浓度增加,晶体的闪烁衰减速度加快,光输出降低.传统解释认为,Mg2+通过电荷补偿作用将部分Ce3+转换成Ce4+,后者的发光速度更快.本研究尝试从缺陷的形成与抑制的角度来讨论Mg改善GAGG:Ce晶体闪烁性能的作用机理.由于Ce的离子半径比Gd大,Ce离子掺入将导致发光中心CeGd附近的晶格发生畸变.畸变结果为近邻的八面体格位空间变大,反位缺陷将更容易在这些变大的八面体格位形成.最终每个发光中心CeGd被四个反位缺陷GdAl包裹,后者捕获载流子,延缓从基体到发光中心的能量传递,导致发光速度变慢.由于Mg的离子半径介于Gd和Al之间,MgAl将更容易在上述畸变的八面体格位形成,这会抑制反位缺陷GdAl在发光中心CeGd附近形成(或富集),最终降低(甚至消除)反位缺陷对发光中心的不良影响.XEL测试结果显示,随着Mg掺杂量增大,与反位缺陷相关的发射峰强度变弱,这可以证明Mg对反位缺陷有抑制作用.
文献关键词：
闪烁体;GAGG:Ce;反位缺陷;衰减时间
中图分类号：
作者姓名：
李铭清;王林伟;丁栋舟;冯鹤
作者机构：
上海大学 材料科学与工程学院,上海 200444;中国科学院 上海硅酸盐研究所,上海 201899
文献出处：
引用格式：
[1]李铭清;王林伟;丁栋舟;冯鹤-.Mg共掺杂Gd3(Al,Ga)5O12:Ce晶体快发光的作用机理)[J].无机材料学报,2022(10):1123-1128
A类：
Gd3,CeGd,GdAl,XEL
B类：
共掺杂,Ga,5O12,光的作用,GAGG,闪烁体,光衰减,衰减速度,提拉法,单晶,Mg2+,掺杂浓度,光输出,传统解,电荷,补偿作用,Ce3+,转换成,Ce4+,光速,闪烁性能,离子半径,掺入,晶格,畸变,近邻,八面体,格位,反位缺陷,载流子,能量传递,变慢,MgAl,峰强度,变弱,衰减时间
AB值：
0.269591
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