1 宁波大学材料科学与化学工程学院, 宁波 315211
2 浙江省光电探测及器件重点实验室, 宁波 315211
CsPbX3(X=Cl-, Br-, I-)钙钛矿单晶具有优异的光电性能, 有望成为下一代光电探测材料。由于CsCl在前驱体中的溶解度过小, 通过低温溶液法较难生长得到CsPbCl3晶体。本工作采用坩埚下降法成功生长了1英寸完整的CsPbCl3晶体, 并对晶体进行了一系列加工, 得到了φ10 mm×10 mm和厚度为2 mm的单晶片。测试了晶体的X射线粉末衍射图谱、TG/DTA曲线、X射线激发发射光谱、透过光谱和低温荧光光谱。在X射线的激发下, 在430和575 nm观察到两个X射线激发发射峰, 晶体的透过率达到75%;光致发光(PL)强度与温度依赖性曲线中可以观察到热猝灭现象, 计算得到晶体4个峰的激子结合能分别为12.59、8.21、12.41和21.59 meV。
钙钛矿单晶 CsPbCl3晶体 坩埚下降法 光学带隙 低温荧光光谱 激子结合能 perovskite single crystal CsPbCl3 crystal Bridgman method optical band gap low temperature fluorescence spectroscopy exciton binding energy
1 宁波大学材料科学与化学工程学院，宁波 315211
2 浙江省光电探测材料及器件重点实验室，宁波 315211
采用坩埚下降法生长出不同摩尔分数Ce3+(1%、2%、4%、6%、8%)掺杂的KCaCl3∶Ce单晶。晶体属于正交晶系，晶胞参数为a=0.756 0 nm，b=1.048 2 nm，c=0.726 6 nm。热重分析仪测得熔点为740 ℃，透过率测试显示晶体在可见光波段均具有较好光学透过率。对晶体的光致发光光谱、光致衰减时间、X射线激发发射光谱、透过率等光学性能进行了表征。光致发光光谱显示KCaCl3∶Ce晶体在358 nm和378 nm波长左右有宽的发射峰，符合Ce3+的5d1→2F5/2和5d1→2F7/2能级跃迁,通过拟合，KCaCl3∶Ce晶体的衰减时间在30 ns左右。晶体在X射线激发下均表现出优异的X射线发光性能。
坩埚下降法 闪烁晶体 光致发光 衰减时间 X射线发光 KCaCl3∶Ce KCaCl3∶Ce Bridgman method scintillation crystal photoluminescence decay time X-ray luminescence
1 宁波大学材料科学与化学工程学院, 宁波市新型功能材料及其制备科学国家重点实验室培育基地, 宁波 315211
2 浙江省光电探测材料及器件重点实验室, 宁波 315211
CsPbBr3兼具高探测效率和较好的稳定性, 是当前高性能高能辐射探测器的热门材料。在使用坩埚下降法制备CsPbBr3单晶的配料阶段, 如果无法有效隔绝原料与氧气的接触, 氧气会吸附于原料表面难以排出, 在原料熔化后会聚集在密封坩埚的上方, 导致所得到的单晶颜色沿生长方向逐渐变深, 这一颜色变化不会改变CsPbBr3的禁带宽度。通过对单晶上端切片进行电学性能测试发现, 从单晶的中心到外侧, CsPbBr3单晶的电阻率逐渐下降, 陷阱密度和载流子迁移率逐渐增大, 但对X射线的响应度基本不变。本文为研究高质量CsPbBr3单晶的生长提供帮助。
坩埚下降法 X射线探测 钙钛矿 电学特性 氧气 单晶颜色 CsPbBr3 CsPbBr3 vertical Bridgman technique X-ray detection perovskite electrical property oxygen single crystal color
宁波大学材料科学与化学工程学院， 浙江省光电探测材料及器件重点实验室，宁波 315211
通过高温固相法合成Pr3+不同掺杂浓度的K2LaBr5多晶料，采用垂直坩埚下降法生长出K2LaBr5∶Pr单晶，并对晶体进行一系列加工，得到12 mm×5 mm的圆柱透明晶体。该晶体属于正交晶系，晶胞参数为a=1.336 0 nm，b=0.992 7 nm，c=0.846 2 nm，Z=4，晶体密度为3.908 g/cm3，熔点为607 ℃。测试了该晶体的X射线粉末衍射、X射线激发发射光谱、光致发光光谱、透过率等。在紫外光以及X射线的激发下,K2LaBr5∶Pr晶体在480~750 nm波长范围内呈现蓝光(3P1→3H4)、绿光(3P0→3H4，3P1→3H5)、橙光(3P1→3H6，3P1→3F2)、红光(3P0→3F2，3P1→3F3)、深红光(3P1→3F4),及紫光(3P0→3F4)等多个可见波长的光输出，表明该晶体具有优良的发光性能。在X射线的激发下，在360~440 nm范围内还观察到一个宽带4f 5d-4f2发射跃迁。稳态瞬态荧光光谱分析仪测出光致衰减时间为10 μs左右，紫外可见分光光度计则测出晶体在可见光波段的透过率达到88%。
稀土卤化物 坩埚下降法 光致发光 衰减时间 rare earth halide K2LaBr5∶Pr K2LaBr5∶Pr Bridgman technique photoluminescence decay time
1 宁波大学材料科学与化学工程学院，宁波 315211
2 浙江省光电探测材料及器件重点实验室，宁波 315211
室温下，以N-乙基吡啶碘盐(Epy)I和四水溴化锰(MnBr2·4H2O)为原料合成了一种零维发光材料［(Epy)2］［MnBr2I2］。对该配合物进行元素含量分析、红外光谱、单晶X射线衍射、粉末X射线衍射、紫外可见吸收光谱、光致发光光谱及X射线激发发射光谱等测试。单晶X射线衍射结果表明：配合物为单斜晶系，C2/c空间群，中心离子Mn(Ⅱ)为四面体构型，晶胞参数为a=2.825 5(6) nm，b=0.839 71(17) nm，c=1.836 0(4) nm。在332 nm紫外光激发下，配合物发出528 nm的绿光，对应于四面体Mn(Ⅱ)配合物的4T1(G)→6A1特征辐射跃迁，荧光寿命为58.85 μs，荧光量子产率为58.29%。X射线激发光谱表明配合物发光强度较高，具有X射线荧光性能。
离子液体 锰(Ⅱ)配合物 晶体结构 发光性能 ionic liquid manganese(Ⅱ) complex crystal structure luminescence performance
1 宁波大学材料科学与化学工程学院，宁波 315211
2 浙江省光电探测材料及器件重点实验室，宁波 315211
采用坩埚下降法，在真空密封的石英坩埚中成功生长出复合稀土卤化物RbY2Cl7∶Ce单晶。此晶体属于正交晶系，晶胞参数为: a=1.274 69 nm，b=0.693 02 nm，c=1.266 55 nm。熔点为617 ℃。表征了该晶体的X射线光致激发-发光光谱、激发发射光谱、γ射线多道能谱及激发衰减曲线等闪烁性能。RbY2Cl7∶Ce的激发-发射光谱显示发射峰在389 nm左右，激发峰在336 nm左右。在137Cs源的γ射线激发下能量分辨率约为9.8%，闪烁衰减时间约为35 ns。
闪烁晶体 坩埚下降法 能量分辨率 衰减时间 scintillation crystal RbY2Cl7∶Ce RbY2Cl7∶Ce Bridgman method energy resolution decay time
1 宁波大学材料科学与化学工程学院, 宁波 315211
2 中国科学院上海硅酸盐研究所, 上海 201800
LaBr3∶Ce单晶拥有优良的闪烁性能, 但是, 一些微缺陷(例如包裹体)经常出现在晶体中, 这种包裹体对晶体的闪烁性能有一定的不利影响。通过 Bridgman垂直下降法生长得到LaBr3∶Ce晶体, 发现包裹体主要出现在晶体生长的尾部, 偏光显微镜下显示存在两种包裹体, 一是气孔, 二是固体颗粒。X射线 衍射、差热分析和拉曼光谱分别测试了含有包裹体和不含包裹体的晶体样品, 然而没有发现不同于LaBr3∶Ce基体的成分。因此, 推测包裹体是结构和组分与 基体几乎完全相同的物质组成, 根据测试结果, 包裹体的形成可以用组分过冷理论来解释。
LaBr3∶Ce晶体 包裹体 拉曼光谱 X射线衍射 差热分析 LaBr3∶Ce crystal inclusion Raman spectroscopy X-ray diffraction differential thermal analysis
