csitl光转换机理及余辉特性的研究

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1、＇．ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳＣＩＥＮＣＥＡＮＤＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＯＦＣＨＩＮＡ￥＂．．．Ｉ专业学位硕±学位论文ＭＡＳＴＥＲＴＨＥＳＩＳＦＯＲＰＲＯＦＥＳＳＩＯＮＡＬＤＥＧＲＥＥ＇＇＾？＊＊、吟＾ｗ；．－＇而＇ｒ．＊—论文题目ＣｓＩ：Ｔｌ光铸换机理及余辉恃性的妍究专业学位类别工程硕±学号２０１２２２０５０２２０作者姓名陈静指导教师杨亚培教授独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加Ｗ标

2、注和致谢的地方外，论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。＾＾＜作者签名：４日期；２年月日／＾＾论文使用授权本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，，有权保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和磁盘允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、缩印或扫描，可采用影印等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位

3、论文在解密后应遵守此规定）作者签名：导师签名：方成沁－對＿＿和日期ｆ；公反年＾月曰分类号密级注1UDC学位论文CsI:Tl光转换机理及余辉特性的研究（题名和副题名）陈静（作者姓名）指导教师杨亚培教授电子科技大学成都（姓名、职称、单位名称）申请学位级别硕士专业学位类别工程硕士工程领域名称光学工程提交论文日期2015.04.14论文答辩日期2015.05.26学位授予单位和日期电子科技大学2015年6月30日答辩委员会主席评阅人注1：注明《国际十进分类法UDC》的类号。RESEARCHONLIGHTCONVERSIONMECHANISMANDAFTERGLOWCHARACT

4、ERISTICSOFCSI:TLAMasterThesisSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaMajor:MasterofEngineeringAuthor:JingChenAdvisor:YapeiYangSchool:SchoolofOptoelectronicInformation摘要摘要对图像探测器来说，CsI:Tl闪烁体是所有已知闪烁材料中最好的选择。光学性能好、低成本和易于生长等优点使它在未来将有广阔的应用前景。虽然科学工作者对CsI:Tl薄膜的镀膜工艺、闪烁性能以及余辉特性上都有研究，但是对

5、CsI:Tl+2+薄膜的研究很不系统。本文从第一性原理和能带理论入手分析掺杂离子Tl和Eu对CsI:Tl晶体的能带结构的改变。同时通过实验探究制备工艺对CsI:Tl薄膜的薄2+膜质量、闪烁特性的影响。除此之外，进一步分析沉积速率以及掺Eu浓度对CsI:Tl薄膜的余辉特性的影响。理论部分，首先建立CsI:Tl晶胞模型，对结构进行优化以后计算出能带结构。+发现Tl的掺入在价带靠近禁带处产生了新的能级，这些新能级为CsI晶体提供了+2+新的发光中心，提高了CsI晶体的光转换效率。CsI晶体同时掺入Tl和Eu时，相比于CsI:Tl晶体中又出现了新的能级，分别是位于禁带的一个浅能级，位于价带中的一

6、个能级和位于价带底的深能级。这些新的能级提供了新的发光中心，而且深能级和浅能级都能有效的抑制CsI晶体中的余辉，这和实验结果也是相符合的。实验部分分别探索了不同影响因素对CsI:Tl薄膜的光转换性能以及余辉性能的影响。通过扫描电子显微镜和X射线衍射仪对薄膜表面形貌进行分析，发现沉积速率越快，薄膜越致密，晶粒越细。但是通过CsI:Tl薄膜的稳态谱进行分析，+发现薄膜的光转换特性不仅与沉积速率有关还与Tl的损失有关。另外，实验结果表明越厚的薄膜光转换特性越好，而预沉积相对直接沉积对薄膜的发光性能也有明显的改善。采用稳态/瞬态荧光光谱仪对不同沉积速率的CsI:Tl薄膜进行荧光寿命的测试，测试结

7、果显示余辉时间随沉积速率变快先下降再上升。分析发现这是由于薄膜中+2+的缺陷数目和Tl含量综合影响的结果。用真空蒸发镀膜法制备掺Eu的CsI:Tl薄2+膜。测试结果表明其激发谱和发射谱都有红移的现象。通过分析不同Eu浓度的2+CsI:Tl薄膜的荧光寿命谱，发现Eu对CsI:Tl薄膜的余辉产生了很大的抑制作用，余辉时间降低了一倍。关键词：闪烁体，光转换机理，余辉抑制，真空蒸发镀膜IABSTRACTABSTRACTCsI:Tlscint