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Multimode X-ray Detection of Double Perovskite Ba2LuNbO6∶Tb3+ Scintillators
增强出版- Chinese Journal of Luminescence Vol. 44, Issue 9, Pages: 1597-1605(2023)
- 作者机构：
1.成都大学 机械工程学院， 四川 成都 610106
2.成都理工大学 材料与化学化工学院， 四川 成都 610059
3.昆明理工大学 材料科学与工程学院， 云南省新材料制备与加工重点实验室， 云南 昆明 650093
4.交通运输部南海航海保障中心 北海航标处， 广西 北海 536000
- 作者简介：
- 基金信息：the National Nature Science Foundation of China （NSFC）(U2241236;61965012;1220041913);Sichuan Natural Science Foundation(2022YFH0108;2022JDJQ0030);Project of Yunnan Provincial Natural Science Foundation(202101AT070126)
DOI：10.37188/CJL.20230121
CLC： O482.31Published：05 September 2023，
Received：07 May 2023，
Revised：16 May 2023，
扫 描 看 全 文
岳杨,郭龙超,刘昊哲等.双钙钛矿Ba2LuNbO6∶Tb3+闪烁体多模式X射线探测[J].发光学报,2023,44(09):1597-1605.
YUE Yang,GUO Longchao,LIU Haozhe,et al.Multimode X-ray Detection of Double Perovskite Ba2LuNbO6∶Tb3+ Scintillators[J].Chinese Journal of Luminescence,2023,44(09):1597-1605.
岳杨,郭龙超,刘昊哲等.双钙钛矿Ba2LuNbO6∶Tb3+闪烁体多模式X射线探测[J].发光学报,2023,44(09):1597-1605. DOI： 10.37188/CJL.20230121.
YUE Yang,GUO Longchao,LIU Haozhe,et al.Multimode X-ray Detection of Double Perovskite Ba2LuNbO6∶Tb3+ Scintillators[J].Chinese Journal of Luminescence,2023,44(09):1597-1605. DOI： 10.37188/CJL.20230121.
摘要
采用高温固相法制备了双钙钛矿结构的Ba
2
LuNbO
6
∶
x
Tb
3+
（
x
= 0.01，0.02，0.05，0.10，0.20）闪烁体材料，并系统地研究了其晶体结构、形貌和X射线激发的光学性能。研究表明，在X射线激发下，Ba
2
LuNbO
6
∶Tb
3+
的发射光谱主要由Tb
3+
的特征发射组成，其中最强发射峰位于545 nm处。X射线发射（RL）强度随Tb
3+
浓度的增加逐渐增大，当
x
= 0.1时发射强度达到最大值。此外，X射线辐照5 min后的热释光（TL）曲线显示该样品存在位于
T
1
（377 K）和
T
2
（460 K）的两个陷阱。其陷阱深度分别为0.754 eV和0.920 eV，这表明该材料具有潜在的X射线信息存储性能。因此，我们可通过加热或者980 nm激光二极管激发，有效诱导读出存储在深陷阱中的载流子，实现高亮度光激励发光（PSL）和热刺激发光（TSL）。基于此，由Ba
2
LuNbO
6
∶Tb
3+
与聚二甲基硅氧烷（PDMS）所制备的柔性闪烁体薄膜，在低X射线剂量辐照下表现出优异的X射线成像分辨率（12.5 lp/mm）以及延时成像特性。以上结果表明，所制备的Ba
2
LuNbO
6
∶0.1Tb
3+
在X射线探测和X射线信息存储方面具有潜在的应用前景。
Abstract
In this paper， scintillator Ba
2
LuNbO
6
∶Tb
3+
（
x
= 0.01， 0.02， 0.05， 0.10， 0.20） phosphors with double perovskite structure were synthesized by the traditional high temperature solid state method. The crystal structure， morphology， and optical properties of the as-obtained Ba
2
LuNbO
6
∶Tb
3+
phosphors were investigated in detail. Under X-ray excitation， the radiation luminescence （RL） spectra of Ba
2
LuNbO
6
∶0.1Tb
3+
phosphor exhibit the characteristic emissions of Tb
3+
ions， and the strongest emission peak is dominantly located at 545 nm. The RL intensity gradually increases with the increased concentration of Tb
3+
ions， and achieves the optimized intensity when
x
= 0.1. In addition， the thermoluminescence （TL） curve of Ba
2
LuNbO
6
∶0.1Tb
3+
phosphors after X-ray irradiation for 5 min， manifest that there are two deep traps， located at
T
1
（377 K） and
T
2
（460 K）， respectively. The corresponding trap depths are respectively calculated to be 0.754 eV and 0.920 eV， which indicates that the as-explored sample performs a potential optical storage performance. Moreover， the captured carriers captured by deep traps could be released induced by thermal stimulus and the 980 nm laser， and then resulting in bright photo-stimulated luminescence （PSL） and thermal-stimulated luminescence （TSL） behaviors， respectively. Furthermore， the flexible scintillator film encapsulated with Ba
2
LuNbO
6
∶Tb
3+
phosphor and PDMS shows high X-ray imaging resolution（12.5 lp/mm） and time-delay imaging characteristics at low radiation dose， demonstrating that the as-fabricated Ba
2
LuNbO
6
∶0.1Tb
3+
phosphors exhibit potential application prospect in X-ray detection and X-ray information storage.
关键词
闪烁体Tb3+离子X射线探测Ba2LuNbO6
Keywords
scintillatorsTb3+ ionsX-ray detectionBa2LuNbO6
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