Пошук академічних текстів

Інформація × Реєстраційний номер 0218U002325, 0115U003279 , Науково-дослідна робота Назва роботи Сцинтилятори на основі складних оксидів у різних кристалічних формах: особливості люмінесценції та процесів передачі енергії збудження Назва етапу роботи Керівник роботи Зоренко Юрій Володимирович, Дата реєстрації 14-02-2018 Організація виконавець Львівський національний університет імені Івана Франка Опис етапу В даній роботі досліджувались люмінесцентні і сцинтиляційні властивості сцинтиляторів на основі монокристалічних плівок (МП) гранатів та ортосилікатів в порівнянні з їхніми аналогами у формі монокристалів (МК) та кераміки. Відмінності властивостей головним чином пов'язані з різницею у концентраціях основних типів дефектів досліджуваних оксидів (антивузлові дефекти, кисневі вакансії та їхні агрегати), внаслідок значних відмінностей у складі газової атмосфери і температурах кристалізації цих матеріалів з розплаву методами Чохральського (1750-2100оС), розплаву-розчину методом рідинно-фазної епітакії (1000-1100 оС) та твердофазних реакцій (1000-1750 оС). Вказані дефекти структури гранатів та ортосилікатів утворюють у МК, МП та кераміці цих сполук центри захоплення носіїв заряду обох знаків та суттєво сповільнюють процеси передачі енергії збудження від матриці до центрів люмінесценції (іони Pr3+ та Се3+), а також зменшують світловий вихід сцинтиляцій. При виконанні цієї НДР були апробовані нові способи зменшення впливу дефектів та домішок компонентів флюсу на сцинтиляційні властивості гранатів і ортосилікатів, кристалізованих у формах МК, МП та кераміки. Зокрема, як новітній методологічний підхід для досягнення цієї мети, була застосована комбінація інженерії ширини забороненої зони та положення випромінювальних рівнів іонів Се3+ та Pr3+ , а також енергетичних рівнів інших домішок у забороненій зоні досліджуваних оксидів до базових сцинтиляційних матеріалів - легованих іонами Се3+ та Pr3+ гранатів Y3Al5O12 і Lu3Al5O12 шляхом заміщення частини катіонів Al3+ у різних кристалографічних позиціях гратки гранатів на іони Ga3+ та ортосилікатів Y2SiO5 і Lu2SiO5 шляхом заміщення частини катіонів Y3+/Lu3+ іонами Gd3+. Метою такої інженерії енергетичної структури матриць досліджуваних матеріалів і домішок Се3+ та Pr3+, а також інших іонів і дефектів, було: (і) зменшення впливу дефектів структури гранатів і ортосилікатів на процеси перенесення енергії збудження від матриць до центрів люмінесценції шляхом поглинання їхніх енергетичних рівнів рівнями зон дозволених енергій; (іі) оптимізація величини ширини забороненої зони цих оксидів; (ііі) оптимізація відстаней відповідно між основним і випромінювальними рівнями іонів Се3+ і Pr3+ та вершиною валентної зони і дном зони провідності. З цією метою методом РФЕ було проведено вирощування легованих іонами Се3+ і Pr3+ МП твердих розчинів гранатів А3Al5-хGaхО12 та ортосилікатів А2-хGdхSiO5 (А= Lu, Y) з різною концентрацією іонів галію та гадолінію у їхньому складі з розплавів-розчинів на основі оксидів PbO-В2О3 і ВаO-В2О3-BaF2, а також вивчено їхні оптичні та сцинтиляційні властивості. Методом рентгенівського мікроаналізу проведено вимірювання складу МП та встановлені коефіцієнти сегрегації домішок Се3+ і Pr3+ та катіонів Ga3+ і Gd3+ при використанні підкладок гранатів YAG і Gd3Al2.5Ga2.5O12 (GAGG) та силікатів Y2SiO5 для кристалізації цих МП. Виконано дослідження морфології та структури поверхні отриманих МП методом електронної мікроскопії. Методом рентгенівської дифракції проведено вивчення структурної досконалості МП та величини розузгодження плівка-підкладка. Вивчено вплив умов росту на світловихід та люмінесцентні властивості легованих іонами Ce3+ i Pr3+ MП гранатів А3В5О12 (А= Lu, Gd, Y; B = Al, Ga) та ортосилікатів А2SiO5 (А= Lu, Y, Gd) з різним співвідношенням катіонів у їхньому складі. Проведено дослідження особливостей люмінесценції та процесів передачі енергії збудження у МП вказаних гранатів і ортосилікатів порівняно з їхніми МК аналогами традиційними методами оптичної спектроскопії iз залученням результатів, отриманих з використанням синхротронного випромінювання для збудження люмінесценції цих сполук. По результатах роботи опубліковано 26 статті в журналах зі списку JCR та одна монографія. Результати були представлені в 34 доповідях на міжнародних конференціях, отримано 3 патенти України на корисну модель. Опис продукції При виконанні НДР нами були апробовані нові способи зменшення впливу дефектів та домішок компонентів флюсу на сцинтиляційні властивості гранатів і ортосилікатів, кристалізованих у формах МК, МП та кераміки. Зокрема, для досягнення цієї мети, була застосована комбінація інженерії ширини забороненої зони та положення випромінювальних рівнів іонів Се3+ та Pr3+ , а також енергетичних рівнів інших домішок у забороненій зоні досліджуваних оксидів до базових сцинтиляційних матеріалів - легованих іонами Се3+ та Pr3+ гранатів Y3Al5O12 і Lu3Al5O12 шляхом заміщення частини катіонів Al3+ у різних кристалографічних позиціях гратки гранатів на іони Ga3+ та ортосилікатів Y2SiO5 і Lu2SiO5 шляхом заміщення частини катіонів Y3+/Lu3+ іонами Gd3+. Автори роботи Горбенко Віталій Іванович Додано в НРАТ 2020-04-02 Закрити