Profilování defektů v Ce dopovaných monokrystalických scintilátorech na bázi hliníkových granátů

Mg-kodopované monokrystaly Lu₃Al₅O₁₂:Ce byly připraveny z vysokoteplotní taveniny metodou "micropulling-down" (viz obrázek) se širokým koncentračním rozsahem 0–3000 ppm Mg²⁺. Měřené luminiscenční a scintilační charakteristiky prokázaly pozitivní vliv Mg²⁺ kodopantu, který spočívá ve stabilizaci centra Ce⁴⁺ v materiálu. V navrženém modelu funguje Ce⁴⁺ jako přídavné rychlé rekombinační centrum, které efektivně soutěží s elektronovými pastmi negativně ovlivňujícími scintilační mechanismus. Přeměňuje tak významnou část z technicky nevyužitelného světelného výstupu ze zpožděných rekombinačních procesů na rychlou dosvitovou komponentu, která výrazně zvyšuje světelný výtěžek. Současně se tímto způsobem potlačují procesy samovolného vysvěcování v milisekundové oblasti časů, tzv. "afterglow", které je v zobrazovacích aplikacích rovněž významným degradačním faktorem. Tento princip je využitelný pro optimalizaci i dalších scintilátorů na bázi cerem dopovaných komplexních oxidů.

Fotografie monokrystalů připravených metodou "micropulling-down" s vyznačenou úrovní dotace ionty Mg²⁺.

¹Institute of Physics AS CR, Cukrovarnicka 10, 16253 Prague, Czech Republic
² New Industry Creation Hatchery Center (NICHe), Tohoku University, 6-6-10 Aoba, Aramaki, Aoba-ku, Sendai, Miyagi, Japan
³ Faculty of Nuclear Sciences and Physical Engineering, Czech Technical University in Prague, Brehova 7, 115 19 Prague, Czech Republic
⁴ Institute for Materials Research, Tohoku University, 2-1-1 Katahira, Aoba-ku, Sendai, 980-8577 Japan