섬광 유리는 고에너지 선 탐지의 핵심 재료로서 대형 저비용 방사선 탐지 분야에서 중요한 응용 전망을 가지고 있다. 그러나 고가돌리늄 함유 섬광 유리에서 Gd³⁺ 이온 간의 교차 이완 효과가 에너지 전달 효율을 제한하여 발광 성능의 추가 향상을 제약한다. 본 연구에서는 환원 분위기(CO) 하에서 고온 용융법을 사용하여 Pr³⁺와 Ce³⁺가 공첨가된 고가돌리늄 알루미늄 붕규산 플루오르 유리(Gd₂O₃-GdF₃-B₂O₃-Al₂O₃-SiO₂-CeO₂) (이하 CS 유리)를 제조하였다. 흡수, 반사 및 발광 분광법을 이용하여 Pr³⁺가 Ce³⁺ 도핑 섬광 유리의 광학 특성과 섬광 특성에 미치는 영향을 체계적으로 연구하였으며, Pr³⁺, Ce³⁺, Gd³⁺ 세 가지 희토류 이온 간의 에너지 전달 메커니즘을 조사하였다. 또한 해당 유리와 BGO 결정의 X선 여기 시 형광 강도를 비교하였다. 결과에 따르면 낮은 농도의 Pr³⁺ 도핑은 CS 유리의 275 nm 여기 발광 강도를 현저히 증강시키며, X선 여기 광출력은 60% 증가하였다. 낮은 도핑 농도에서 Pr³⁺의 5d-4f 전이가 뚜렷하게 관찰되었고, Pr³⁺→Gd³⁺→Ce³⁺ 및 Gd³⁺→Pr³⁺의 에너지 전달이 동반되었다. 높은 Pr³⁺ 도핑 농도의 유리에서는 Pr³⁺의 4f-4f 전이가 우세하며, Gd³⁺→Pr³⁺ 에너지 전달도 존재하여 Gd³⁺ 및 Ce³⁺의 형광 감쇠 시간이 길어졌다.

Pr³⁺ 도핑; Ce³⁺ 도핑; 고가돌리늄 섬광 유리; 광발광; 섬광 발광