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新型輻射劑量計材料突破:硫化鎵單晶的發光特性研究

閱讀:182      發布時間:2025-4-23
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lexsyg釋光探測器 | 在材料表征科研領域應用分享

新型輻射劑量計材料突破:硫化鎵單晶的發光特性研究

新型輻射劑量計材料突破:硫化鎵單晶的發光特性研究 

導語:
近期,國際研究團隊利用lexsyg smart,首先揭示了硫化鎵(GaS單晶在輻射劑量檢測中的優異性能,為開發高靈敏、寬量程的輻射傳感器提供了新方向。

研究亮點

一、lexsyg儀器重要作用

1、通過lexsyg smart(配備雙堿陰極光電倍增管)完成全實驗數據采集

2、實現TL-OSL雙模式測量:

1TL加熱速率:1°C/s(室溫至450°C,氮氣環境)

2OSL模式:連續波藍光LED激發(功率80 mW/cm²

3、結合TLanal軟件完成復雜曲線解卷積,精確解析6個陷阱能級

二、關鍵發現

1、TL特性:

1)發現6個深陷阱中心(0.98~1.90 eV),符合一級至二級動力學模型

2)劑量響應線性區間:100-500 Gy(圖1

新型輻射劑量計材料突破:硫化鎵單晶的發光特性研究 

1 TL劑量響應與吸收劑量的關系。

2、OSL優勢:

1)劑量檢測下限(MDD1.78 Gy±0.02 Gy

25-150 Gy范圍內線性響應(圖2a所示),150 Gy以上呈現超線性

3)重復使用穩定性:10次循環后信號波動<5%(圖2b所示)

新型輻射劑量計材料突破:硫化鎵單晶的發光特性研究 

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

三、實際應用潛力

1、抗擊衰退性能:

存儲15天后信號只衰減50%,24小時后衰退趨穩(圖3數據)

2、材料優勢:

1)層狀結構易加工,可與納米器件工藝兼容

2)寬禁帶(2.53 eV)保障環境光干擾低

新型輻射劑量計材料突破:硫化鎵單晶的發光特性研究 

3. 存儲時間對GaS單晶性能衰退的影響

研究意義(配文中實驗圖展示)

本研究通過圖4TL曲線解卷積和圖2aOSL劑量響應曲線,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、放射醫治等領域具有應用前景。

新型輻射劑量計材料突破:硫化鎵單晶的發光特性研究 

4. GaS TL曲線的離散單峰分解

結語:

該成果得益于lexsyg系統的高精度TL-OSL聯測能力,為二維材料在輻射傳感領域的探索提供了新范式。研究團隊下一步將優化材料摻雜工藝,進一步提升檢測靈敏度。

 

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