Abstract
We grew the $Li_6Gd(BO_3)_3:Ce^{3+}$ scintillator and determined the scintillation and thermoluminescence properties for X-rays. The emission spectrum of $Li_6Gd(BO_3)_3:Ce^{3+}$ is located in the range of 370~500 nm, peaking at 423 nm an 455 nm, due to the $4f{\rightarrow}5d$ transition of $Ce^{3+}$ ions. The fluorescence decay time of the crystal is composed three components. The fast component is 60 ns (25%), the intermediate component is 787 ns (29%) and the slow component is $5.9{\mu}s$ (46%) of the crystal. The after-glow is caused by the electron and hole traps in the crystal lattice. We determined physical parameters of the traps in the crystal. The thermoluminescence trap are composed two traps. The determined activation energy (E), kinetic order (m) and frequency factor (s) of the first trap are 0.65 eV, 1.01 and $6.9{\times}10^8s^{-1}$. And, the determined activation energy, kinetic order and frequency factor of the second trap are 0.96 eV, 1.79 and $3.1{\times}10^{12 }s^{-1}$, respectively.
본 논문에서는 $Li_6Gd(BO_3)_3:Ce^{3+}$ 할라이드 섬광체를 초크랄스키법으로 육성하고, 육성된 단결정의 X선에 대한 섬광 및 열형광 특성에 대하여 조사하였다. $Li_6Gd(BO_3)_3:Ce^{3+}$의 섬광스펙트럼은 $Ce^{3+}$이온의 $4f{\rightarrow}5d$ 천이에 따라 파장범위가 370~500 nm, 피이크 파장은 423 nm 및 455 nm이었다. 섬광감쇠시간 특성은 60 ns의 빠른 시간 특성 성분(25%), 787 ns의 중간 시간특성 성분(29%)과 $5.9{\mu}s$의 느린 성분(46%)의 3개로 구성되며, 잔광에 기여한 포획준위의 물리적 변수를 열형광 측정법에서 분석한 결과, 2개의 포획준위에 기인하며 각 포획 준위의 활성화에너지, 발광차수 및 주파수 인자의 평균값은 각각 0.65 eV, 1.01 및 $6.9{\times}10^8s^{-1}$ 및 0.96 eV, 1.79 및 $3.1{\times}10^{12 }s^{-1}$ 이었다.
