Li2B4O7薄膜的制备与掺杂及其光学性质的研究

论文摘要

Li2B4O7材料在被辐射照射后会储存接受的辐射信息,以光释光或热释光的形式释放出来,其数目与接受的辐射剂量密切相关。这一特性可应用于辐射剂量的测量。并且,该物质的有效原子序数Ze=7.26,十分接近人体组织的有效原子序数（Ze=7.13）,因此在检测射线强度和分辨射线种类方面都有很好的使用前景。在研究热释光与光释光性质之前,对材料的光学性质的研究是十分有必要的,通过光学性质的研究我们可以获得薄膜材料的能级结构、禁带宽度等信息。我们研究了掺杂后的薄膜的光致发光特性,初步研究了杂质的特征发光谱、杂质能级以及发光淬灭中心对薄膜发光特性的影响。为以后的研究工作积累必要的资料。本工作利用溶胶凝胶法、丝网印刷法制备Li2B4O7薄膜,通过X射线衍射测试对薄膜进行定性分析,用可见-紫外分光光度计以及光致发光法测量薄膜的光学性质;并利用金属元素（Cu、In）掺杂对Li2B4O7薄膜进行了光学性质的改性。XRD分析结果表明溶胶凝胶法制备的薄膜杂相较多,这不利于薄膜在辐射剂量学中的应用,因此还需要对溶胶凝胶法进行进一步的改善;丝网印刷法制备的Li2B4O7薄膜,没有杂相,并能够很好的控制膜厚,由于Li2B4O7熔点较高,在高温下不易分解和被氧化,因此在干燥或烧结之后也没有其它相的产生。用Cu、In元素掺杂的方法观察Li2B4O7薄膜的光学性质的变化,实验结果表明,掺杂之后的Li2B4O7:Cu,In薄膜与Li2B4O7:Cu薄膜均存在2种吸收机制、光学禁带宽度均比未掺杂时的窄,这将有利于改善Li2B4O7材料的热释光及光释光性质。光致发光实验结果表明,轻度Cu掺杂能够增大Li2B4O7薄膜的发光强度,但当Cu重度掺杂的时候出现了发光淬灭;Cu、In共掺杂时,发现原先Li2B4O7:Cu薄膜的发光强度随Cu浓度的增加而逐渐减弱。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 引言
• 1.1 辐射剂量计的研究进展
• 1.2 薄膜辐射剂量计简介
• 2B₄O₇ 辐射剂量计'>1.3 Li₂B₄O₇辐射剂量计
• 1.4 热释光与光释光现象简介
• 1.4.1 热释光现象简介
• 1.4.2 光释光现象简介
• 1.5 测试方法介绍
• 1.5.1 X 射线衍射分析（XRD）
• 1.5.2 扫描电子显微镜（SEM）
• 1.5.3 固体紫外—可见光谱分析（UV-VIS）
• 1.5.4 光致发光谱分析（PL）
• 1.6 发光原理简介
• 本论文研究目的
• 参考文献
• 2B₄O₇薄膜'>第二章 溶胶凝胶法制备Li₂B₄O₇薄膜
• 2.1 溶胶凝胶法简介
• 2.1.1 溶胶凝胶方法的基本原理
• 2.1.2 溶胶凝胶方法的应用及其工艺过程
• 2.2 实验过程
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 XRD 衍射图谱分析
• 2.3.2 表面形貌表征
• 2.4 总结
• 参考文献
• 2B₄O₇薄膜及其光吸收性质的研究'>第三章 丝网印刷法制备Li₂B₄O₇薄膜及其光吸收性质的研究
• 3.1 丝网印刷方法简介
• 3.2 实验过程
• 3.2.1 实验所需药品及实验设备
• 3.2.2 实验过程
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 XRD 图谱分析
• 3.3.2 SEM 图谱分析
• 3.3.3 光吸收性质分析
• 3.4 总结
• 参考文献
• 2B₄O₇薄膜光学性质的影响'>第四章 Cu、In 元素的掺杂及其对Li₂B₄O₇薄膜光学性质的影响
• 2B₄O₇ 辐射剂量计简介'>4.1 元素掺杂Li₂B₄O₇辐射剂量计简介
• 4.2 实验过程
• 4.2.1 试剂和仪器
• 4.2.2 实验过程
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 XRD 图谱分析
• 4.3.2 EDS 图谱分析
• 4.3.3 光学吸收性质分析
• 2B₄O₇ 材料的光致发光性质'>4.3.4 结合光吸收性质研究掺杂Li₂B₄O₇材料的光致发光性质
• 参考文献
• 第五章 工作总结与展望
• 5.1 工作总结
• 5.2 存在的问题
• 5.3 后继工作展望
• 附录
• 致谢