伽玛碘化亚铜(γ-CuI)具有几十皮秒的超快闪烁发光,在射线超快探测、惯性约束聚变X射线诊断等领域具有重要应用,是超快闪烁体研究的热点材料。本项目拟采用同步辐射真空紫外光谱研究γ-CuI晶体及其掺杂样品的发光性质、光学性质及其温度依赖特性;利用同步辐射远红外吸收谱和反射谱,研究晶体在远红外区的光学性质和声子能量,结合拉曼光谱和理论模拟,建立无辐射跃迁的物理图像,揭示发光的温度依赖特性及其机理;利用中红外显微谱学成像技术,研究晶体表面的水或有机物吸附,确定吸附物的成分与浓度分布,并建立其与发光性质的联系。项目的创新之处在于综合利用多种同步辐射技术在宽光学波段(真空紫外-远红外区)研究γ-CuI晶体,揭示其发光机理、光学性质与红外吸收性质,着重分析掺杂对于晶体发光的影响,结合晶体生长过程,提出改进晶体生长工艺和提高晶体发光性能的途径,为γ-CuI超快闪烁体早日实现应用做出贡献。
scintillator;γ-CuI;luminescence mechanism;;
本项目以超快闪烁体伽玛碘化亚铜γ-CuI为研究对象,深入系统地研究了γ-CuI的晶体生长技术、光学性质、发光特性及其发光机理,取得了一系列研究成果,对于该材料未来在辐射探测系统中的应用打下了基础。项目综合采用了改进的蒸发溶剂法制备了高质量的γ-CuI单晶,通过制备条件的探索,获得了晶体生长的优化条件。研究了γ-CuI晶体的发光性质和发光起源,通过不同环境处理,建立了有关缺陷对发光的影响及其物理机制。综合利用多种同步辐射技术在宽光学波段研究γ-CuI晶体,揭示其发光机理、光学性质与红外吸收性质,着重分析掺杂对于晶体发光的影响,结合晶体生长过程,提出改进晶体生长工艺和提高晶体发光性能的途径,为γ-CuI超快闪烁体早日实现应用做出了贡献。项目圆满完成,发表论文20篇,期中SCI收录论文19篇,申请发明专利2项。培养硕博研究生3人。