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CsI晶体及掺杂CsI晶体被广泛使用。但是CsI(T1)晶体(掺入激活剂T1+的CsI晶体)有一个缺点,就是发光余辉较长。本文主要对不同温度下CsI(T1)晶体的余辉机理进行一些探讨。
本文通过采用X射线激发CsI(T1)晶体产生RL发光。在低温25K和常温290K下得到不同样品的发光强度衰减随时间的变化曲线后,对此曲线进行拟合,进行了如下讨论:
在低温25K下,X射线激发的CsI(T1)晶体有两个明显的发射峰,分别位于为350nm和580nm处,并且580nm处的荧光强度远远大于350nm处的荧光光强。验证了T1+离子作为一种激活剂,显著提高了CsI晶体的发光效率与发光强度。
在低温25K下,发光下降沿附近,本征发光带350nm发光衰减随时间的变化明显快于非本征发光带580nm。对非本征发光带的发光衰减曲线进行单指数拟合,拟合方程为:I(t)=I1exp(-t/τ1),拟合结果显示电子空穴复合模式为导带复合模式。进一步采用单指数与反比例的叠加来进行拟合,拟合方程为I(t)=I1exp(-t/τ1)+I2/(t+τ2),拟合结果显示电子空穴以两种复合模式复合,通过对其进行数学分析,得到导带复合模式占主要地位。通过借鉴其它材料的余辉拟合方法,又对其进行双指数拟合,拟合方程为I(t)=I1exp(-t/τ1)+I2exp(-t/τ2),并在此基础上进行了一些讨论。此外,对本征发光带350nm的发光衰减曲线采用了单指数和反比例两种拟合方法,单指数拟合效果很好,拟合方程为I(t)=I1exp(-t/τ1),反比例拟合效果不理想,故电子空穴只存在一种导带复合模式。
在常温290K下,得到了与T1+离子之间跃迁有关的发光带400nm和T1+离子的主发光带580nm(受T1+离子扰动的自陷STE的发射)的发光随时间衰减曲线,其衰减明显快于低温25K下的衰减,分析其原因可能是发生了温度淬灭效应。经过拟合表明发光带580nm的发光衰减只符合单指数规律,拟合方程为I=I1exp(-t/τ1),为导带复合模型。而发光带400nm的发光衰减既符合单指数规律又符合反比例规律,这点有待进一步研究。
此外,本文还对CsI(T1)晶体的余辉机理进行了一些分析。