新型摻鏑硼酸鋅發(fā)光材料助力輻射劑量檢測,，Lexsyg儀器揭秘性能奧秘
引言
在輻射劑量檢測領(lǐng)域,，高性能發(fā)光材料的研發(fā)一直是科學界的熱點。近期,，國際有名期刊《Journal of Luminescence》發(fā)表了一項重要研究——摻鏑（Dy3?）硼酸鋅（ZnB?O?）材料的合成及其發(fā)光特性分析,。該研究通過Lexsyg Smart精確測定了材料的熱釋光（TL）性能，為新型輻射劑量計的開發(fā)提供了關(guān)鍵數(shù)據(jù)支持,。
研究亮點
1,、材料制備與結(jié)構(gòu)表征
研究團隊采用硝酸法成功合成了不同濃度（1%-9%）的Dy3?摻雜ZnB?O?粉末,。XRD與ESEM分析表明，Dy3?離子優(yōu)先取代Zn2?位點,，且摻雜未明顯改變材料晶體結(jié)構(gòu)。
2,、發(fā)光性能突破
1）陰極發(fā)光（CL）與輻射發(fā)光（RL）：材料在電子束和X射線激發(fā)下，均展現(xiàn)出Dy3?的特征發(fā)射峰（藍光478nm,、黃光588nm、紅光678nm及紅外光754nm）,，其中3% Dy3?摻雜樣品發(fā)光強度高
2）濃度淬滅效應：當Dy3?濃度超過3%時,，因離子間非輻射能量轉(zhuǎn)移,，發(fā)光強度明顯下降。
圖1. 在10 kV加速電壓下記錄的不同ZnB2O4:Dy3+含量的CL譜,。上面的插圖顯示了488 nm和590 nm處發(fā)射譜線強度的變化,，作為摻雜濃度的函數(shù)。
圖2.連續(xù)X射線輻照下不同ZnB2O4:Dy3+含量的RL譜,。
3）熱釋光（TL）性能優(yōu)化
通過Lexsyg Smart TL/OSL系統(tǒng)測定發(fā)現(xiàn),，β射線輻照后，材料在96°C處呈現(xiàn)單一TL峰（圖7）,。3% Dy3?摻雜樣品表現(xiàn)出優(yōu)異TL響應，陷阱深度為0.77-0.90 eV,，頻率因子高達101? s?1（圖8、表2）,，表明其具備優(yōu)異的劑量存儲與釋放能力,。
圖3. TL強度與Dy3+濃度的關(guān)系,。
Lexsyg儀器的關(guān)鍵作用
本研究采用Lexsyg Smart TL/OSL儀器完成TL曲線的精確測量：
1）高靈敏度檢測：系統(tǒng)配備氮氣保護與BG-39濾光片,，有效降低背景噪聲,，捕捉微弱TL信號,。
2）動態(tài)溫控分析：通過T????方法（60-200°C梯度預熱）揭示陷阱熱穩(wěn)定性，證實材料適用于寬溫區(qū)劑量監(jiān)測,。
3）數(shù)據(jù)可靠性：結(jié)合初始升溫法（IR）計算活化能與頻率因子，為材料性能優(yōu)化提供定量依據(jù),。
圖4. (a)在60–200°C范圍內(nèi)進行不同的熱預退火后，各種ZnB2O4:Dy3+含量的熱穩(wěn)定性;( b)樣品的lnI與1/T圖的線性擬合獲得Ea和ln,。
結(jié)論與展望
摻鏑硼酸鋅（ZnB?O?:Dy3?）在3%摻雜濃度下展現(xiàn)出優(yōu)異的發(fā)光性能與TL響應，有望成為新一代輻射劑量計的重要材料,。研究團隊特別指出,，lexsyg儀器的高精度TL/OSL分析能力為材料性能評估提供了關(guān)鍵技術(shù)支持,。未來，該材料或?qū)⒃诃h(huán)境監(jiān)測,、醫(yī)療放射劑量控制等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)應用突破,。
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