CS269285B1 - Method of bgo- tetrabismuth trigermanates' monocrystals thermal treatment - Google Patents
Method of bgo- tetrabismuth trigermanates' monocrystals thermal treatment Download PDFInfo
- Publication number
- CS269285B1 CS269285B1 CS883902A CS390288A CS269285B1 CS 269285 B1 CS269285 B1 CS 269285B1 CS 883902 A CS883902 A CS 883902A CS 390288 A CS390288 A CS 390288A CS 269285 B1 CS269285 B1 CS 269285B1
- Authority
- CS
- Czechoslovakia
- Prior art keywords
- single crystal
- bgo
- oxygen
- trigermanates
- tetrabismuth
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 10
- 238000007669 thermal treatment Methods 0.000 title 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims abstract description 32
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 14
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 14
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims abstract description 3
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims abstract description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 5
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000004020 luminiscence type Methods 0.000 abstract description 8
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 abstract description 2
- 230000005865 ionizing radiation Effects 0.000 abstract 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 3
- 238000005538 encapsulation Methods 0.000 description 2
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 2
- JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N bismuth atom Chemical compound [Bi] JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000012258 culturing Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 description 1
- -1 germanium ions Chemical class 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Measurement Of Radiation (AREA)
Abstract
Řešení spadá do oblasti pěstování monokrystalů využívaných jako scintilátory při detekci ionizujícího záření. Kvalita'Scintilátorú závisí na luminiscenční účinnosti a energetické rozlišovací schopnosti. Navržený způsob tepelného zpracování monokrystalů zajištuje zvýšení luminiscenční účinnosti, snížení luminiscence v monokrystalu, a tím i zvýšení energetické rozlišovací schopnosti. Spočívá v tom, že monokrystal trigermanátu tetravizmutitého Bi,Ge-012 je zahříván v atmosféře obsahující J * 10 % až 100 % kyslíku při teplotě pohybující se v rozmezí teplot od teploty o 300 °C nižší k teplotě o 10 °0 než je bod tání - to Je 1 050 QC monokrystalu BGO.The solution is in the field of cultivation single crystals used as scintillators in detecting ionizing radiation. The quality of 'Scintillators' depends on the luminescent efficiency and energy distinctiveness ability. Designed thermal method processing of single crystals ensures increase luminescence efficiency, decrease single crystal luminescence, and thus and to increase energy resolution. It is that it is a single crystal of the tetravismoid trigermanate Bi, Ge-012 is heated in an atmosphere containing J * 10% to 100% oxygen at a moving temperature temperature range 300 ° C lower to 10 ° C than melting point - this is 1,050 QC single crystal BGO.
Description
Vynález se týká způsobu tepelného zpracování monokrystalů trigermanátu tetravizmutitého - BGO chemického vzorce Bi.Ge.,0,4 3 <2·The invention relates to a process for the heat treatment of tetravismatic trigermanate - BGO single crystals of the chemical formula Bi.Ge., 0.4 3 <2 ·
Monokrystaly BGO se pěstují metodou Czochralskiho - to je metodou tažení krystalů z taveniny. Po kultivaci se monokrystal mechanicky opracuje na požadovaný rozměr a po zapouzdření se použije jako scintilátor. Kvalita scintilátoru závisí na luminiscenční účinnosti a energetické rozlišovací schopnosti. Monokrystal BGO je schopen generovat vakance kyslíku. Zbarvení monokrystalu a zhoršení jeho radioluminiscenčních parametrů je vyvoláno právě kyslíkovými vakancemi iontů vizmutu a germánia a iohtů příměsí. Vzhledem k tomu, že je požadována co nejmenší ábsorbce pro oblast emise, je nutné odstranit u vypěstovaného monokrystalu všechny poruchy krystalické mřížky.BGO single crystals are grown by the Czochralski method - that is, by the method of drawing crystals from the melt. After culturing, the single crystal is mechanically processed to the desired size and, after encapsulation, used as a scintillator. The quality of the scintillator depends on the luminescence efficiency and energy resolution. The BGO single crystal is able to generate oxygen vacancies. The coloration of the single crystal and the deterioration of its radioluminescent parameters is caused by the oxygen vacancies of bismuth and germanium ions and iohts of impurities. Since the smallest possible absorption for the emission range is required, it is necessary to eliminate all defects in the crystal lattice in the grown single crystal.
Tento požadavek splňuje způsob tepelného zpracování monokrystalů BGO podle vynálezu, jehož podstatou je, že monokrystal trigermanátu tetravizmutitého Bi^Ge^O^ je zahříván v atmosféře obsahující 10 až 100 % kyslíku, přičemž zbytek tvoří netečný plyn, například * dusík, při parciálním tlaku kyslíku rovném nebo vyšším než atmosféricRýnsrůižMm, než- jeThis requirement is fulfilled by the method of heat treatment of BGO single crystals according to the invention, the essence of which is that the single crystal of tetravismatic trigermanate Bi 2 Ge 2 O 2 is heated in an atmosphere containing 10 to 100% oxygen, the remainder being inert gas, e.g. nitrogen, at oxygen partial pressure equal to or higher than atmospheric temperature than
MPa, při teplotě pohybující se v rozmezí teplot od teploty o 300 °C nižší k teplotě o 10 °C nižší, než je teplota tání, tj. 1 050 °C, tohoto monokrystalu.MPa, at a temperature ranging from 300 ° C lower to 10 ° C lower than the melting point, i.e. 1,050 ° C, of this single crystal.
Způsob tepelného zpracování monokrystalů podle vynálezu umožňuje zvýšit luminiscenční účinnost, snížit absořbci luminiscence v monokrystalu, a tím i zlepšit energetickou rozlišovací schopnost.The method of heat treatment of single crystals according to the invention makes it possible to increase the luminescence efficiency, to reduce the absorption of luminescence in the single crystal, and thus to improve the energy resolution.
Tempered monokrystalu za vysokého parciálního tlaku kyslíku dochází k difúzi kyslíku monokrystalem, a tím se odstraní vakance kyslíku, které se vytvořily během růstu monokrystalu. Absorpce monokrystalu může být odstraněna a tím se může zvýšit intenzita luminiscence a zlepšit energetická rozlišovací schopnost. Atmosféra při tempered musí obsahovat kyslík. Pokud je monokrystal BGO temperován v redukční atmosféře, sloučenina se redukuje a rozkládá, jeho barva tmavne, sdžuje se luminiscenční účinnost a zhoršuje se energetická rozlišovací schopnost scintilátoru zhotoveného z tohoto monokrystalu. Proto je nutné temperovat monokrystal BGO ve smíšené atmosféře tvořené netečným plynem a kyslíkem, především V atmosféře, která obsahuje minimálně 10 % kyslíku. Atmosféra obsahující 100 % kyslíku není na závadu.Tempered single crystal at high oxygen partial pressure, oxygen diffuses through the single crystal, thus removing the oxygen vacancies that have formed during single crystal growth. The absorption of the single crystal can be eliminated, thereby increasing the luminescence intensity and improving the energy resolution. The atmosphere at tempered must contain oxygen. When the BGO single crystal is tempered in a reducing atmosphere, the compound is reduced and decomposed, its color darkens, the luminescence efficiency decreases, and the energy resolution of the scintillator made of the single crystal deteriorates. Therefore, it is necessary to temper the BGO single crystal in a mixed atmosphere consisting of inert gas and oxygen, especially in an atmosphere that contains at least 10% oxygen. An atmosphere containing 100% oxygen is not a problem.
Způsob tepelného zpracování monokrystalů BGO podle vynálezu byl ověřen na následujícím příkladu.The method of heat treatment of BGO single crystals according to the invention was verified by the following example.
Monokrystal BGO o rozměrech 0 25 x 25 mm byl vykultivován Czochralskiho metodou z taveniny v paltinovém kelímku, potom byl rozřezán a opracován do tvaru válce. Boční stěny válce byly matovány a obě základny vyleštěny. Takto upravený monokrystal byl zapouzdřen a měřen jako scintilátor. Jako zářič gama záření byl použit Cs, energetická rozlišovací schopnost činila >9,3 %· Scintilátor byl rozpouzdřen a vlastní krystal byl ohříván při teplotě 900 °C po dobu 6ti hodin v atmosféře obsahující dusík a 20 í kyslíku, načež byl temperován na pokojové teplotě. Následovalo nové přeleštění krystalu, zapouzdření a měření za stejných podmínek jako v předchozím případě. Energetická rozlišovací schopnost v tomto případě činila 14,1 %, to znamená, že došlo ke zlepšení téměř o 23 Relativní luminiscenční účinnost se zlepšila o 64 %.The BGO single crystal measuring 25 x 25 mm was cultured by the Czochralski method from a melt in a paltine crucible, then cut and processed into a cylinder. The side walls of the cylinder were matted and both bases were polished. The single crystal thus treated was encapsulated and measured as a scintillator. Cs was used as the gamma emitter, the energy resolution was> 9.3%. . This was followed by re-polishing of the crystal, encapsulation and measurement under the same conditions as in the previous case. The energy resolution in this case was 14.1%, which means that there was an improvement of almost 23. The relative luminescence efficiency improved by 64%.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS883902A CS269285B1 (en) | 1988-06-06 | 1988-06-06 | Method of bgo- tetrabismuth trigermanates' monocrystals thermal treatment |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS883902A CS269285B1 (en) | 1988-06-06 | 1988-06-06 | Method of bgo- tetrabismuth trigermanates' monocrystals thermal treatment |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CS390288A1 CS390288A1 (en) | 1989-09-12 |
| CS269285B1 true CS269285B1 (en) | 1990-04-11 |
Family
ID=5380449
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CS883902A CS269285B1 (en) | 1988-06-06 | 1988-06-06 | Method of bgo- tetrabismuth trigermanates' monocrystals thermal treatment |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CS (1) | CS269285B1 (en) |
-
1988
- 1988-06-06 CS CS883902A patent/CS269285B1/en unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CS390288A1 (en) | 1989-09-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7151261B2 (en) | Method of enhancing performance of cerium doped lutetium orthosilicate crystals and crystals produced thereby | |
| Akatsuka et al. | Optical and scintillation properties of YAlO3 doped with rare-earth ions emitting near-infrared photons | |
| Yamada et al. | Fluorescence in lithium neodymium ultraphosphate single crystals | |
| Kobayashi et al. | Significant improvement of PbWO4 scintillating crystals by doping with trivalent ions | |
| US7166845B1 (en) | Method of enhancing performance of cerium doped lutetium yttrium orthosilicate crystals and crystals produced thereby | |
| Ishibashi et al. | Scintillation performance of large Ce-doped Gd/sub 2/SiO/sub 5/(GSO) single crystal | |
| Sidletskiy et al. | Progress in fabrication of long transparent YAG: Ce and YAG: Ce, Mg single crystalline fibers for HEP applications | |
| EP2439250A1 (en) | MULTILAYER ZnO SINGLE CRYSTAL SCINTILLATOR AND METHOD FOR MANUFACTURING SAME | |
| Sekita et al. | Strong Tb3+ emission of TbAlO3 at room temperature | |
| CS269285B1 (en) | Method of bgo- tetrabismuth trigermanates' monocrystals thermal treatment | |
| Chen et al. | Vertical Bridgman growth and optical properties of Pr3+-doped NaY (MoO4) 2 crystal | |
| US11685860B2 (en) | Rare earth halide scintillation material | |
| Boutahraoui et al. | Impact of growth atmosphere on langatate (La3Ga5. 5Ta0· 5O14) crystals grown by czochralski technique and its coloration | |
| Rossiter et al. | Preparation of thermoluminescent lithium fluoride | |
| JPS57100999A (en) | Heat treatment of single crystal of tungstic acid compound | |
| US3567643A (en) | Hydrothermal process for growing crystals having the structure of beryl in an acid halide medium | |
| Katircioglu et al. | Dual ion implantation in ZnTe (O+ Zn) interaction between solubility and stoichiometry | |
| RU2132417C1 (en) | Method of preparing scintillation lead tungstate monocrystal | |
| JP2022525603A (en) | Rare earth halide scintillation material | |
| Ogino et al. | Suppression of host luminescence in the Pr: LuAG scintillator | |
| EP0760403B1 (en) | Method of growing a rare earth silicate single crystal | |
| Hongiun et al. | Spectroscopic properties of Ce: YAP scintillation crystal grown by temperature gradient technique | |
| RU2091514C1 (en) | Method of manufacturing thermoluminescent detectors | |
| Zhang et al. | The study of light yield increase after low dose rate irradiation in Y3+ doping PbWO4 crystals | |
| Miniscalco et al. | Optical investigations of crystallization for ZBLA glass |