铈掺杂氯化镧晶体(LaCl3:Ce)是一种新型无机闪烁晶体,在中低能量核辐射探测领域具有非常广阔的应用前景。本课题针对该晶体易潮解和难以在大气条件下直接生长的问题,确定了水在原料中的存在形式分别是含有3个和7个结晶水分子的LaCl3,揭示了含水氯化镧在无氧环境下的脱水过程是7-6-3-1-0、最终脱水温度为223C,在大气气氛下氧化成氯氧化镧的起始温度为100C,进而建立了能够有效脱水的原料预处理制度。根据氧化还原原理,将既能有效去除含氧杂质、又对晶体性能无任何副作用的碳黒、活性碳和聚四氟乙烯等掺入到原料当中,通过在坩埚内部创造一个小的无氧环境实现了在非真空条件下用国产原料生长优质氯化镧晶体的愿望。以氟化铈为掺杂剂取代传统的二氧化铈,不仅避免了四价铈离子和氧杂质对发光作用的干扰,而且使晶体的抗潮解性能得到明显提高。确定了晶体开裂的主要原因是晶体中存在的(100)解理面、引起晶体失透的主要原因是LaCl3被氧化成LaOCl,同时研究了掺杂剂的浓度效应、晶体闪烁性能的温度效应和辐照损伤效应,阐明了自陷激子(STE)对铈离子的能量传递关系。
英文主题词Lanthanum Chloride; Non-Vacuum Bridgman growth; hygroscopicity;structural defects;Scintillation properties;