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新型輻射劑量計(jì)材料突破:硫化鎵單晶的發(fā)光特性研究

更新時(shí)間:2025-04-23點(diǎn)擊次數(shù):586

lexsyg釋光探測器 | 在材料表征科研領(lǐng)域應(yīng)用分享

新型輻射劑量計(jì)材料突破:硫化鎵單晶的發(fā)光特性研究

新型輻射劑量計(jì)材料突破:硫化鎵單晶的發(fā)光特性研究 

導(dǎo)語:
近期,國際研究團(tuán)隊(duì)利用lexsyg smart,首先揭示了硫化鎵(GaS單晶在輻射劑量檢測中的優(yōu)異性能,為開發(fā)高靈敏、寬量程的輻射傳感器提供了新方向。

研究亮點(diǎn)

一、lexsyg儀器重要作用

1、通過lexsyg smart(配備雙堿陰極光電倍增管)完成全實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采集

2、實(shí)現(xiàn)TL-OSL雙模式測量:

1TL加熱速率:1°C/s(室溫至450°C,氮?dú)猸h(huán)境)

2OSL模式:連續(xù)波藍(lán)光LED激發(fā)(功率80 mW/cm²

3、結(jié)合TLanal軟件完成復(fù)雜曲線解卷積,精確解析6個(gè)陷阱能級(jí)

二、關(guān)鍵發(fā)現(xiàn)

1、TL特性:

1)發(fā)現(xiàn)6個(gè)深陷阱中心(0.98~1.90 eV),符合一級(jí)至二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型

2)劑量響應(yīng)線性區(qū)間:100-500 Gy(圖1

新型輻射劑量計(jì)材料突破:硫化鎵單晶的發(fā)光特性研究 

1 TL劑量響應(yīng)與吸收劑量的關(guān)系。

2、OSL優(yōu)勢:

1)劑量檢測下限(MDD1.78 Gy±0.02 Gy

25-150 Gy范圍內(nèi)線性響應(yīng)(圖2a所示),150 Gy以上呈現(xiàn)超線性

3)重復(fù)使用穩(wěn)定性:10次循環(huán)后信號(hào)波動(dòng)<5%(圖2b所示)

新型輻射劑量計(jì)材料突破:硫化鎵單晶的發(fā)光特性研究 

2.a) OSL劑量反應(yīng)與吸收劑量,b) GaS單晶的十次光釋光OSL)測量重復(fù)使用性曲線圖

三、實(shí)際應(yīng)用潛力

1、抗擊衰退性能:

存儲(chǔ)15天后信號(hào)只衰減50%,24小時(shí)后衰退趨穩(wěn)(圖3數(shù)據(jù))

2、材料優(yōu)勢:

1)層狀結(jié)構(gòu)易加工,可與納米器件工藝兼容

2)寬禁帶(2.53 eV)保障環(huán)境光干擾低

新型輻射劑量計(jì)材料突破:硫化鎵單晶的發(fā)光特性研究 

3. 存儲(chǔ)時(shí)間對(duì)GaS單晶性能衰退的影響

研究意義(配文中實(shí)驗(yàn)圖展示)

本研究通過圖4TL曲線解卷積和圖2aOSL劑量響應(yīng)曲線,首先證明GaS單晶可作為中高劑量(5-150 Gy)輻射檢測的候選材料,在核工業(yè)、放射醫(yī)治等領(lǐng)域具有應(yīng)用前景。

新型輻射劑量計(jì)材料突破:硫化鎵單晶的發(fā)光特性研究 

4. GaS TL曲線的離散單峰分解

結(jié)語:

該成果得益于lexsyg系統(tǒng)的高精度TL-OSL聯(lián)測能力,為二維材料在輻射傳感領(lǐng)域的探索提供了新范式。研究團(tuán)隊(duì)下一步將優(yōu)化材料摻雜工藝,進(jìn)一步提升檢測靈敏度。

 

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