掺杂Na^＋的KCl色心激光晶体的正电子湮没研究.pdf

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第卷第期高能物理与核物理., .
年月.,
一
/ 掺杂的色心激光晶体的
正电子湮没研究
黄懋容顾华王蕴玉何永枢杨巨华
中国科学院高能物理研究所,北京
林建明许承晃
华侨大学材料物理化学研究所,泉州,
摘要
本文用正电子湮没方法研究了在掺条件下,单纯、时色和射线辐照
的单晶的湮没寿命啦及展宽参数与掺№
表明掺量为的单晶空位浓度最小,为./’,它
接近于纯晶体的空位浓度. 在附色的晶体中存在明显的心.
参数主要是受卤族阴离子外层电子的影响. 此外还对掺的单晶正
电子湮没机制进行了讨论.
一
、引言
用正电子湮没方法研究碱金属卤化物虽已有二十多年历史,但很多问题仍未十分明
了,原因在于不同实验室所得到的寿命值很不一致,由于每个组份缺乏精确物理意义,
如果用不同组份的寿命进行分析,就会给综合分析带来困难. 认为在碱
金属卤化物晶体中有三个基态: 即阴离子、晶体缺陷和极化态. 心是一种与点
缺陷、杂质离子、掺杂等结构畸变有关的物理现象. 在碱金属卤化物中, 心被认为是一
个基本色心,它也能被转化到别的色心.
掺杂晶体是色心激光晶体材料中研究最多、最成熟并已广泛应用的一种晶体.
掺的是固相互溶的体系, 文献【曾对在中掺量为
的晶体附色和色心转型进行了研究,但对该组份晶体内的缺陷分布尚不清楚.

出现一个长寿命成份,同时湮没对的动量分布比无色纯晶体的要窄.
本工作的目的是研究在晶体中掺杂后的正电子湮没行为;并研究正电子
湮没参数与单纯、附色和辐照的晶体中掺量之间的关系,以便探讨晶体内部缺
本文年月日收到.
国家自然科学基盘资助弹厢
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高能物理与核物理第卷
陷和色心的类型.
二、实验
样品的制备是将试剂培融后,加入所需量,然后用提拉法生长. 实验样
品中量是用原子吸收光谱法测定的.
晶的容器底部放置金属钾,在热分钟后,将晶体迅速冷却,这样晶体中的碱金
属含量超过化学整比量,造成晶体内部缺陷,并产生色中心. 附色后晶体呈紫藤
色. 辐照样品制备是把掺杂的单晶用电子直线加速器上的电子束
照射,其剂量相当.× . 射线.
正电子寿命谱仪的时间分辨率为. 放射源是以约
滴在箔上而制成. 每个谱计数为× ,每个样品测—次. 用最小二乘法指
数拟合,把寿命谱分解出两个组份,寿命值的实验误差为±
展宽线形参数规定为谱线峰位附近一定道数内的面积与对称两翼中一定道数内面积和
之比. 参数用高纯能谱探头测量,探头对射线的分辨率为,
参数实验误差为±形. 寿命和参数的实验数据分别用/和/
计算机处理.
三、结果和讨论
在单晶中所掺量对正电子湮没参数的影响:
用符号⋯、“”和“”分别表示单纯掺、掺№的附色和掺的辐照

单晶. 为平均寿命,由下式来计算:一∑;,,和,,分别为组分的寿命

和相对强鏖.
我们在单晶中加入的量为一,对这些单晶进行了寿命和
参数测量,结果如图至图所示. 在图一】的关系曲线中这