Y3+掺杂Ce:Li6Lu(BO3)3闪烁体的发光性能研究

摘要： 针对Ce:Li6Lu(BO3)3晶体有效原子序数(Zeff)高的问题, 采用低原子序数的Y3+离子部分置换晶体中的Lu3+离子。通过固相合成法制备了Ce:Li6Lu1-xYx(BO3)3(0≤x≤1)固溶体。X射线粉末衍射(XRD)分析表明, 该系列固溶体结构与Li6Gd(BO3)3晶体相同, 空间群为P21/c。其X射线激发发射(XSL)的发光强度随着Y3+的含量增加而降低, 当x=0.5时, 固溶体的有效原子序数与Li6Gd(BO3)3闪烁体相当, 但XSL发光强度是其1.4倍。Ce:Li6Lu0.5Y0.5(BO3)3的XSL光谱和PL光谱都在400 nm附近出现Ce3+离子的特征峰, 可拟合出361和419 nm两个发光分量, 分别对应于Ce3+离子的激发态电子的5d1→2F5/2和5d1→2F7/2能级跃迁。Ce:Li6Lu0.5Y0.5(BO3)3固溶体的衰减时间比Ce:Li6Lu(BO3)3略长, 为19.6 ns。当x=0.50~0.70时, Ce:Li6Lu1-xYx(BO3)3(0≤x≤1)闪烁体比较适合作为中子探测材料。