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Optical and scintillation properties of Bi_4Si_3O_(12):RE(RE=Eu^(3+), Sm^(3+),Ho^(3+), Tb^(3+))single crystals

Journal of Rare Earths 2019年第3期37卷 260-264页

作者： Xuefeng Xiao Jiayue Xu Haicheng Wei Yaoqing Chu Bobo Yang Xuefeng Zhang Key Laboratory of Physics and Photoelectric Information Functional Materials Sciences and technology North Minzu University College of Electric and Information Engineering North Minzu University School of Materials Science and Engineering Tongji University School of Materials Science and Engineering Shanghai Institute of Technology ningxia ju jing yuan crystal technology company limited

Bi_4 Si_3 O_(12):RE(BSO:RE, RE = Eu^(3+), Sm^(3+), Ho^(3+), Tb^(3+)) crystals were grown by the modified vertical Bridgeman method, and doping effects on scintillation properties were investigated. Under γ-ray irradiation, the light yield of BSO doped with small doses of Eu^(3+) increases slightly, and the energy resolution improves significantly compared to pure BSO, therefore the ability of distinguishing between particles will be improved for BSO crystals with a small amount of Eu^(3+) dopant. The results show that a small amount of Eu^(3+) doping can sensitize the Bi^(3+) ions. The sensitization effect enables the reduction of intrinsic defects, and thus improves the scintillation properties. However, the relative light yield of BSO:Tb(1.0 mol%) crystal is 4.3%, which is smaller than 5.0% of pure BSO. The improved light yield and energy resolution in the BSO:Eu and BSO:Sm crystals are considered an impressive achievement in the optimization of this scintillator which is already suitable for applications such as dual-readout calorimeters and homogeneous hadron calorimeters.

关键词： BSO crystal Vertical Bridgeman method Scintillation characteristics Relative light yield Rare earths

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