双读出量能器是一种全新设计的高能粒子探测装置,它能同时收集到激活介质发出的Cherenkov光和闪烁光并实现有效分离,从而获得高能粒子的更全面信息。现有Cherenkov辐射体和闪烁体都无法满足这种设计的要求。Bi4Si3O12(BSO)晶体因为较短的吸收边和适中的衰减时间被认为是最有潜力的候选材料。但BSO晶体生长难度大,离子掺杂对发光影响的研究很少。本项目在已有研究基础上采用坩埚下降法生长掺杂BSO晶体,通过添加少量GeO2来抑制组分偏析;探讨掺杂对BSO晶体发光机制的影响,通过理论计算优选掺杂离子;利用离子掺杂来调节晶体的吸收边,提高Cherenkov光发光效果,实现与闪烁光的有效分离;最终解决BSO晶体Cherenkov光弱、光输出较低、信号有效分离难等问题,推进BSO晶体的双读出应用。
英文主题词Bi4Si3O12;crystal growth;scintillation;fluorescence mechanism;