lexsyg釋光探測器 | 在材料表征科研領(lǐng)域應(yīng)用分享

新型輻射劑量計(jì)材料突破：硫化鎵單晶的發(fā)光特性研究

導(dǎo)語：
近期，國際研究團(tuán)隊(duì)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(yōu)異性能，為開發(fā)高靈敏、寬量程的輻射傳感器提供了新方向。

研究亮點(diǎn)

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(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采集

2、實(shí)現(xiàn)TL-OSL雙模式測量：

1）TL加熱速率：1°C/s（室溫至450°C，氮?dú)猸h(huán)境）

2）OSL模式：連續(xù)波藍(lán)光LED激發(fā)（功率80 mW/cm²）

3、結(jié)合TLanal軟件完成復(fù)雜曲線解卷積，精確解析6個(gè)陷阱能級(jí)

二、關(guān)鍵發(fā)現(xiàn)

1、TL特性：

1）發(fā)現(xiàn)6個(gè)深陷阱中心（0.98~1.90 eV），符合一級(jí)至二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型

2）劑量響應(yīng)線性區(qū)間：100-500 Gy（圖1）

圖1 TL劑量響應(yīng)與吸收劑量的關(guān)系。

2、OSL優(yōu)勢：

1）劑量檢測下限（MDD）1.78 Gy（±0.02 Gy）

2）5-150 Gy范圍內(nèi)線性響應(yīng)（圖2a所示），150 Gy以上呈現(xiàn)超線性

3）重復(fù)使用穩(wěn)定性：10次循環(huán)后信號(hào)波動(dòng)<5%（圖2b所示）

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

三、實(shí)際應(yīng)用潛力

1、抗擊衰退性能：

存儲(chǔ)15天后信號(hào)只衰減50%，24小時(shí)后衰退趨穩(wěn)（圖3數(shù)據(jù)）

2、材料優(yōu)勢：

1）層狀結(jié)構(gòu)易加工，可與納米器件工藝兼容

2）寬禁帶（2.53 eV）保障環(huán)境光干擾低

圖3. 存儲(chǔ)時(shí)間對GaS單晶性能衰退的影響

研究意義（配文中實(shí)驗(yàn)圖展示）

本研究通過圖4的TL曲線解卷積和圖2a的OSL劑量響應(yīng)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(yè)、放射醫(yī)治等領(lǐng)域具有應(yīng)用前景。

圖4. GaS TL曲線的離散單峰分解

結(jié)語：

該成果得益于lexsyg系統(tǒng)的高精度TL-OSL聯(lián)測能力，為二維材料在輻射傳感領(lǐng)域的探索提供了新范式。研究團(tuán)隊(duì)下一步將優(yōu)化材料摻雜工藝，進(jìn)一步提升檢測靈敏度。