稀土摻雜ZnWO4光子晶體與光譜轉換材料的制備及應用探索.pdf

1、自1987年光子晶體的概念被提出以來，因具備特殊的結構和物理特性，引起了學術界廣泛地關注，其對發(fā)光材料的周期性調制開拓了光電子學領域的新空間。閃爍體發(fā)光材料因其較高耐輻照損傷能力，受溫度影響小、發(fā)光效率高等優(yōu)點廣泛應用于輻射探測，但是隨著高能物理、核醫(yī)學等領域的快速發(fā)展對輻射探測器提出更高的要求，目前制約閃爍體核輻射探測器性能提高的瓶頸出現在閃爍體上，因此提高閃爍體性能是提高探測效率的關鍵。本論文基于此，展開了稀土摻雜ZnWO4反蛋白石

2、光子晶體閃爍體和稀土摻雜光譜轉換材料的研究，旨在提高閃爍體的性能。具體的研究內容和取得結果如下：
　　基于模板輔助結合垂直沉積自組裝的方法制備了 ZnWO4/ZnWO4:Eu3+反蛋白石光子晶體(IOPC)閃爍體，創(chuàng)新性地將光子晶體應用到 ZnWO4基的閃爍材料中。相比于參考樣品，在IOPC中，從鎢酸跟團組到Eu2+離子的能量傳遞更有效，這主要是由于IOPC降低了發(fā)光中心的非輻射躍遷，抑制自發(fā)輻射速率。同時還看到光子帶隙對鎢酸跟團

3、組的寬帶和Eu2+窄帶的調制。此外當Eu2+離子濃度達到3%時，ZnWO4:Eu3+IOPC熒光粉可獲得白光發(fā)射。最值得強調的是，IOPC閃爍體的熒光量子效率顯著的提高，沒有摻雜的 ZnWO4 IOPC的量子效率達到70%左右，這幾乎是之前報道的ZnWO4基熒光粉中最優(yōu)的，其量子效率的提高改善了閃爍體核輻射探測器的探測性能，而且由于光子晶體具備不同折射率的介質周期性排列的特殊結構，ZnWO4閃爍體的有效折射率明顯降低，提高了閃爍體核輻射