Structure and growth of pure and Ce3+-doped Li6Gd(BO3)3 single crystals

a b s t r a c tThe paper presents the results of the study on luminescence and electronic excitations in Li 6 Gd(BO 3 ) 3 single crystals. The optical and luminescence spectroscopy with a sub-nanosecond time resolution upon selective photoexcitation in the energy range from 3.0 to 650 eV was used to investigate in detail the luminescence of both the Gd 3 þ host ions and Ce 3 þ impurity ions as well as the processes of energy transfer between them. The intrinsic ultraviolet emission at 3.95-3.97 eV due to 6 P j -8 S 7=2 transitions in the Gd 3 þ host ion and the fast luminescence at 2.8-3.0 eV due to 5d-4f 1 dipole-allowed transitions in the Ce 3 þ impurity ion were studied upon excitations through the intracenter, charge transfer, bandto-band, and inner-shell transitions. The specificity of the energy transfer upon excitation of photoluminescence in the energy range of absorption of the inner shells of different atoms of the crystal, as well as in the energy region of the giant resonance of 4d-4f transitions was revealed. On the basis of the experimental data, the bandgap E g ¼9.3 eV, the minimum energy of the 5d-4f 1 and charge transfer transitions were determined. The expected positions of the ground states of the 4f n and 4f nÀ1 5d levels of trivalent lanthanide ions as well as the 4f n þ 1 and 4f n 5d levels of divalent ions were calculated for all the lanthanide ions in Li 6 Gd(BO 3 ) 3 host crystal.

show abstract

“…[11]. The sizes of the investigated crystals were 10 Â 5 Â 2 mm 3 ; the largest surfaces studied were polished and parallel.…”

Section: Methodsmentioning

confidence: 99%

Luminescence of Li6Gd(BO3)3 crystals upon ultraviolet and inner-shell excitations

Огородников¹,

Пустоваров²

2013

Journal of Luminescence

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…의료분야 엑스선 검출 화합물중 GdOS:Tb 형광체는 높은 발광효율로 방 사선 진단영역에서의 형광스펙트럼 측정에 대한 연구 가 이루어져 있고 [9] , Li 6 Gd(Bo 3 ) 3 :Ce 3+ 형광체는 모체의 Li 원소로 인해 중성자 검출기로 연구되고 있는 방사 선 센서이다 [10], [11] . Li가 첨가된 형광체는 열중성자 반 응단면적이 높은 리튬에 의해 6 Li(n,α) 3 H 반응의 알파 선 생성에 의한 중성자 측정이 가능하다 [12] .…”

unclassified

A Study on the Luminescence Properties of LiGd9(SiO4)6O2:Ce3+

Jin¹

2015

Journal of the Korean Society of Radiology

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…Образцы для исследований представляли собой плоскопараллельные прозрачные пластины размером 6 × 5 × 1 mm. Все кри-сталлы были выращены в Институте монокристаллов НАН Украины (Харьков) методом Чохральского в воз-душной атмосфере [8,9].Спектры фотолюминесценции (ФЛ) и спектры воз-буждения ФЛ были измерены при селективном возбу-ждении синхротронным излучением в области энергий возбуждения 3.7−27 eV при 10 и 290 K на станции SUPERLUMI лаборатории HASYLAB (Гамбург) [10]. Детали эксперимента приведены в работе [3].…”

unclassified

“…4), следует, что в области 8−17 eV их выход очень низок. Принимая во внимание оценку энергии E g ≈ 9 eV [7,8], такой вид спектров возбуждения ФЛ в области межзонного возбуждения следует свя-зать с высокими безызлучательными потерями энергии электронных возбуждений вследствие их высокой по-движности. В области энергий возбуждения hν > 2E g наблюдается рост выхода ФЛ (рис.…”

unclassified

See 1 more Smart Citation

Electronic excitation dynamics and energy transfer in lithium-gadolinium borates doped by rare earths

et al. 2008

View full text Add to dashboard Cite

Представлены результаты люминесцентных исследований кристаллов боратов лития Li 6 Gd(BO 3 ) 3 , ле-гированных ионами Eu 3+ и Ce 3+ , Li 6 Eu(BO 3 ) 3 при селективном возбуждении синхронным излучением в области энергий возбуждения 3.7−27 eV при 10 и 290 K. Обнаружена эффективная передача энергии между редкоземельными ионами Gd 3+ → Ce 3+ , Gd 3+ → Eu 3+ по резонансному механизму, а также в результате электронно-дырочной рекомбинации. Изучена быстрая кинетика затухания активаторной люминесценции Ce 3+ -центров при внутрицентровом фотовозбуждении и возбуждении в области переходов "зона−зона". Проведен анализ механизмов возбуждения люминесценции и излучательной релаксации электронных состояний ионов редкоземельных элементов, обсуждаются процессы передачи энергии в этих кристаллах. PACS: 78.55.Hx, 61.72.jn Кристаллы литий−гадолиниевого бората Li 6 Gd(BO 3 ) 3 (LGBO), легированные ионами редкоземельных актива-торов, представляют значительный интерес как потен-циальный оптический материал для регистрации ней-тронов сцинтилляционным методом [1][2][3]. С кристалло-графической точки зрения они относятся к моноклин-ной сингонии, обладают центром симметрии (простран-ственная группа симметрии P2 1 [c]). К настоящему вре-мени для кристаллов LGBO получены первичные дан-ные по дефектам, радиационно-стимулированным про-цессам [4,5], люминесценции [3,6] и сцинтилляционным свойствам [1,7].Настоящая работа продолжает цикл исследований, начатый нами в [3], и посвящена изучению динамики электронных возбуждений и переноса энергии в кри-сталлах боратов лития−гадолиния, легированных иона-ми редкоземельных элементов. В работе исследованы кристаллы LGBO, легированные ионами церия или ев-ропия, а также кристаллы Li 6 Eu(BO 3 ) 3 . Образцы для исследований представляли собой плоскопараллельные прозрачные пластины размером 6 × 5 × 1 mm. Все кри-сталлы были выращены в Институте монокристаллов НАН Украины (Харьков) методом Чохральского в воз-душной атмосфере [8,9].Спектры фотолюминесценции (ФЛ) и спектры воз-буждения ФЛ были измерены при селективном возбу-ждении синхротронным излучением в области энергий возбуждения 3.7−27 eV при 10 и 290 K на станции SUPERLUMI лаборатории HASYLAB (Гамбург) [10]. Детали эксперимента приведены в работе [3].При внутрицентровом (прямом) фотовозбуждении (hν < E g ≈ 9 eV) LGBO : Ce Действительно, полоса в спектре возбуждения в об-ласти 4.0 eV (рис. 2) соответствует энергии свече-ния Gd 3+ (рис. 1), поэтому его люминесценция мо-Рис. 1. Спектры ФЛ при 290 K кристаллов LGBO : Eu (hν = 6.78 eV) (a) и LGBO : Ce (hν = 6.88 eV) (b). 1620

show abstract

Structure and growth of pure and Ce3+-doped Li6Gd(BO3)3 single crystals

Cited by 63 publications

References 3 publications

Luminescence of Li6Gd(BO3)3 crystals upon ultraviolet and inner-shell excitations

Luminescence of Li6Gd(BO3)3 crystals upon ultraviolet and inner-shell excitations

A Study on the Luminescence Properties of LiGd<sub>9</sub>(SiO<sub>4</sub>)<sub>6</sub>O<sub>2</sub>:Ce<sup>3+</sup>

Electronic excitation dynamics and energy transfer in lithium-gadolinium borates doped by rare earths

Contact Info

Product

Resources

About