Введение
ГЛАВА 1. Литературный обзор 13
1.1 Современные тенденции в научных исследованиях и разработках сцинтилляционных материалов 13
1.1.1 Принцип работы сцинтиллятора и сцинтилляционный механизм 13
1.1.2 Спектроскопические параметры сцинтилляционных материалов
1.2 Использование вольфраматов в сцинтилляционных детекторах 20
1.3 Структурные свойства вольфраматов
1.3.1 Кристаллическая структура шеелитов (PbWO4) 22
1.3.2 Кристаллическая структура вольфрамитов (ZnWO4 и MgWO4) 24
1.3.3 Зонная структура вольфраматов 25
1.3.4 Рамановская спектроскопия монокристаллов ZnWO4 и MgWO4 .27
1.4 Оптические и люминесцентные свойства вольфрамата свинца 29
1.4.1 Оптические свойства PbWO4 .29
1.4.2 Люминесцентные свойства PbWO4 .32
1.4.3 Изучение центров захвата в PbWO4 методами ЭПР и ТСЛ 38
1.4.4 Роль примесей в процессе люминесценции PbWO4 40
1.4.5 Влияние легирования ионами фтора на свойства PbWO4 .42
1.5 Оптические и люминесцентные свойства ZnWO4 и MgWO4 49
1.5.1 Влияние легирования на оптические и люминесцентные свойства ZnWO4 .52
1.5.2 Исследование центров захвата ZnWO4 методами ТСЛ, ЭПР и ФСЛ 54
1.6 Особенности сцинтилляторов на основе смешанных кристаллов 58
ГЛАВА 2. Методики экспериментальных исследований .65
2.1 Методика выращивания монокристаллов 65
2.1.1 Рост легированных монокристаллов PbWO4 и ZnWO4 69
2.1.2 Получение смешанных кристаллов ZnxMg1-xWO4 70
2.1.3 Перечень исследованных образцов 2.2 Исследование примесного состава образцов методом масс-спектроскопии 72
2.3 Методика термических обработок образцов и измерения оптического пропускания .76
2.4 Методика рентгеноструктурного анализа .77
2.5 Методики измерений спектров люминесценции и возбуждения люминесценции, а также сцинтилляционных параметров .78
2.5.1 Исследования люминесцентных свойств с использованием СИ 78
2.5.2 Измерение спектров люминесценции в УФ – и рентгеновской области .80
2.5.3 Измерение световыхода 83
ГЛАВА 3. Исследования влияния примеси фтора на свойства PbWO4 84
3.1 Стабильность кристаллической решетки PbWO4 .84
3.1.1 Температурная зависимость параметров структуры PbWO4 .84
3.1.2 Влияние термообработок на оптическое пропускание PbWO4 86
3.2 Влияние легирования и солегирования фтором на свойства PbWO4 . 94
3.2.1 Структурные особенности PbWO4:F 94
3.2.2 Оптические и люминесцентные свойства PbWO4:F .99
3.2.3 Температурная зависимость люминесценции монокристаллов PbWO4:F,Eu 104
3.2.4 Влияние примеси фтора на кинетики затухания люминесценции и формирование ловушек в PbWO4 111
3.3 Эффект легирования и солегирования фтором на сцинтилляционные характеристики
PbWO4 .118
3.3.1 Относительный световой выход PbWO4 при T = -25C .118
3.3.2 Температурная зависимость светового выхода и времена затухания кристаллических сцинтилляторов PbWO4 119
ГЛАВА 4. Влияние легирования на оптические и люминесцентные свойства ZnWO4 .124
4.1 Исследование кристаллов ZnWO4:Fe и ZnWO4:Fe,Li 124
4.2 Особенности переноса энергии на центры свечения в ZnWO4 и ZnWO4:Mo .
4.2.1 Собственная и примесная люминесценции в ZnWO4 и ZnWO4:Mo .132
4.2.2 Анализ температурных зависимостей интенсивностей свечения и кривых ТСЛ .138
4.2.3 Численное моделирование температурной и энергетической зависимости эффективности переноса энергии в ZnWO4 .140
4.3 Исследования люминесценции в кристаллах ZnWO4, легированных ионами Li и F .145
ГЛАВА 5. Структурные и люминесцентные свойства смешанных кристаллов ZnxMg1-XWO4 .152
5.1 Структурные особенности смешанных кристаллов ZnxMg1-XWO4 153
5.2 Влияние особенностей релаксации электронных возбуждений на люминесцентные свойства MgWO4 156
5.2.1 Люминесценция АЛЭ в MgWO4 157
5.2.2 Влияние ловушек и особенностей зонной структуры на перенос энергии в вольфрамитах 161
5.3 Процессы переноса энергии в смешанных кристаллах ZnxMg1-xWO4 .167
5.3.1 Спектры люминесценции АЛЭ для ZnxMg1-xWO4 167
5.3.2 Температурные зависимости интенсивности свечения и кривые ТСЛ 168
5.3.3 Спектры возбуждения люминесценции ZnxMg1-xWO4 и их численное моделирование .171
Заключение 180
Список литературы
