Charge state of dopants and ordered clusters formation in CaF2:Mn and CaF2:Eu luminophors
Käesoleva töö raames töötati välja sünteesi metoodika aktivaatori (Mn ja Eu) kaasasadestamisel alusega (CaF2). Meetod garanteeris oksüdatsioonile vastupidava termoluminestsentsmaterjali CaF2:Mn. Termoluminofoori omadused ei muutu ka mitmekordsel korduvkasutamisel (100 tsüklit). Termoluminofooril on termovälja kiirguskõveral ainult üks kõrgetemperatuurne maksimum. TLD materjalide puhul on oluline aktivaatori (Mn2+) ühtlane jaotus kristallvõres (antud juhul CaF2-s). TL kõvera struktuur ja dosimeetrilise maksimumi asukoht sõltub mangaani kontsentratsioonist. Mn kontsentratsiooni tõustes nihkub TL maksimum kõrgemate temperatuuride suunas, muutudes kitsamaks Mn suuremate klastrite moodustumise tõttu. Kõige sobivamad omadused on proovidel, kus Mn kontsentratsioon on lähedal, kuid siiski allpoool Mn kontsentratsioooni, kus tahke lahus laguneb (2,3-2,4 mol%). CaF2:Mn TL mehhanism on seotud pingestunud võre osalise relaksatsiooniga. Võre pingestumist põhjustab Ca-iooni asendumine väiksema ioonraadiusega Mn-iooniga. Radioaktiivse kiirguse toimel F-- ioon nihkub võrevahelisele positsioonile. Anioonvakantsile jäänud elektron jaotub mitme Mn2+ iooni vahel, tekitades uue stabiilse kovalentse elektroonilise konfiguratsiooni. Kuumutamisel fluor pöördub tagasi oma kohale, millega kaasneb termoluminestsents. CaF2:Eu luminofoore võib sünteesida, kas aktivaatori mehhaanilisel segamisel või kaasasadestamisel alusega. Mehhanilisel segamisel läheb Eu kristallvõresse Eu2+-na, kaasasadestamisel aga suureneb Eu3+ hulk kristallvõres. Eu3+/Eu2+ suhet CaF2 -s saab suunata fluori liia täpse doseerimisega, kuna võrevaheline fluoriidioon kompenseerib Eu3+ üleliigse positiivse laengu hapnikuvabades CaF2:Eu luminofoorides. Eu3+ ioonidele on omane moodustada suuri klastreid vastavalt fluori liia eemaldamise mehhanismile. Eu3+ klastrid võivad olla nii suured, et CaF2 kristallvõres moodustub uus aine. Meie poolt sünteesitud proovide luminestsentsspektrid on väga sarnased hiljuti kasvatatud monokristallide Ca0,65Eu0,35F2,35 spektritega. See tähendab, et kuumpressimisega on võimalik valmistada CaF2:Eu keraamika, mis on oluliselt odavam.
CaF2:Mn, CaF2:Eu, termoluminestsents, kaasasadestamine, klastrite moodustumine, Eu3+/Eu2+ suhe CaF2 luminofoorides, CaF2:Mn, CaF2:Eu, thermoluminescence, co-precipitation, clusterisation, Eu3+/Eu2+ ratio in CaF2 luminophors
Networked Digital Library of Theses and Dissertations