Cs₂LaLiBr₆∶Ce (CLLB∶Ce) Kristalle weisen eine hervorragende Energieauflösung und hohe Lichtausbeute auf, jedoch müssen die Szintillationseigenschaften wie die Neutron/Gamma (n/γ)-Diskriminierung weiter verbessert werden. In dieser Studie wurde die Bridgman-Methode verwendet, um erfolgreich CLLB∶Ce-Kristalle der Größe Φ10 mm×50 mm mit unterschiedlichen Zn²⁺-Konzentrationen herzustellen. Es wurde systematisch untersucht, wie sich die Zn²⁺-Mitdotierung auf die Kristallstruktur, Szintillationseigenschaften und Defektcharakteristika der CLLB∶Ce-Kristalle auswirkt. Mithilfe von Thermolumineszenz (TL) wurden die Änderungen in der Position und Anzahl der Defektniveaus im Kristall nach der Zn²⁺-Dotierung analysiert; in Kombination mit temperaturabhängigen Röntgenanregungs-Emissionsspektren (XEL) wurde der Einflussmechanismus der Defekte auf die Szintillationsmechanismen aufgedeckt. Die Ergebnisse zeigen, dass die Zn²⁺-Mitdotierung die Struktur der Defektniveaus in der Matrix umstrukturiert; durch Regelung der Art und Anzahl der Defekte kann der Szintillationsprozess angepasst werden, was das Verhältnis der schnellen/langsamen Komponenten der Szintillationslebensdauer beeinflusst. Nach der Mitdotierung mit 0,1% Zn²⁺ verbesserte sich die Energieauflösung bei 137Cs@662 keV Strahlung von 3,8% auf 3,2% und übertrifft damit kommerzielle LaBr₃∶Ce-Kristalle. Somit ist die Zn²⁺-Mitdotierung eine effektive Methode, um die Szintillationseigenschaften der CLLB∶Ce-Kristalle zu verbessern, und ermöglicht zudem die Steuerung der Zerfallszeit, um die n/γ-Diskriminierung zu beeinflussen. CLLB∶Ce, Zn-Kristalle besitzen vielversprechende Anwendungsmöglichkeiten im Bereich der nuklearen Strahlungsdetektion.

Szintillationskristalle; CLLB∶Ce; Neutron/Gamma-Diskriminierung; Szintillationseigenschaften; Thermolumineszenz; Mechanismusdiskussion