使用线性调制技术对绿柱石进行光致发光研究

《Journal of Magnesium and Alloys》：Optically Stimulated Luminescence of amazonite using linear modulated technique

亚马逊石微斜长石的线性调制光致发光特性研究表明，LM-OSL剂量响应在0.1-5 Gy范围内呈线性，衰减遵循幂律并保留75%初始信号。局部过渡模型（LTM）能描述剂量变化和红外退火效应，但无法解释蓝光退火和热处理后的实验结果，提示存在其他复合机制和模型局限性。

　　

R.T.E.K. Martins|E.M. Yoshimura|N.M. Trindade

巴西圣保罗州圣保罗联邦研究所自然科学系（物理学）

摘要：

据我们所知，这是首次对微斜长石（KAlSi₃O₈）中的线性调制光致发光（LM-OSL）现象进行研究。实验使用Ris? DA-20系统，在不同条件下进行了LM-OSL测量，包括剂量变化、储存时间、预热以及光漂白处理。剂量响应在0.1至5 Gy范围内呈线性关系，衰减过程遵循幂律分布，2小时后信号强度仍约为初始值的75%。双组分局部跃迁模型（LTM）成功解释了剂量变化、衰减及红外漂白对LM-OSL现象的影响。然而，该模型无法充分解释蓝光漂白和热处理后的实验结果，这表明可能存在其他复合机制，也凸显了该模型的局限性。

部分内容摘录

引言

光致发光（OSL）是指材料（半导体和绝缘体）在受到电离辐射作用后，在光刺激下产生的发光现象。该技术广泛应用于辐射剂量测量、地质学和考古学等领域[1]、[2]。在常用的OSL矿物中，如石英[3]、[4]和钙钛矿[5]、[6]，其光测年方法主要基于长石或石英。

材料与实验方法

将微斜长石晶体通过机械研磨并干筛处理至粒径小于75 μm。随后将其置于500°C下加热1小时，以消除残留的发光信号和吸附的水分。本研究使用的样品与文献[27]中研究的样品相同。根据矿物学分析，该微斜长石主要由微斜长石（KAlSi₃O₈）和钠长石（NaAlSi₃O₈）组成。

剂量响应

通过实验验证了LM-OSL曲线随初始俘获电荷数量的变化情况（图1a）。微斜长石的LM-OSL信号在所有剂量下均呈现明显的窄峰，表明产生发光的俘获中心分布均匀。峰位（t_{max = 12.8 ± 1.3 s）保持不变，对应的刺激功率约为2 mW/cm²，进一步证实了这种均匀性。此外，积分LM-OSL信号也支持了这一结论。}

结论

本研究采用局部跃迁模型（LTM）描述了微斜长石在多种实验条件下的蓝光激发LM-OSL现象。剂量响应在0.1–5 Gy范围内呈线性关系，两个拟合组分的动力学特征各不相同：初始俘获电荷数n_{0随剂量线性增加，而无量纲受主密度ρ′基本保持恒定，表明发光过程具有稳定的空间分布特征。}

作者贡献声明

Neilo M Trindade：负责撰写、审稿与编辑、项目监督、资源调配及概念构思，同时负责资金申请。Elisabeth M Yoshimura：负责撰写、审稿与编辑、数据验证及资源协调。Roberto T.E.K. Martins：负责初稿撰写、数据可视化、方法设计、实验实施及结果分析，同时参与概念构思。

利益冲突声明

? 作者声明不存在可能影响本文研究的财务利益冲突或个人关系。

致谢

本研究部分由巴西圣保罗研究基金会（FAPESP）资助，项目编号为#2022/07200-4。E.M. Yoshimura感谢CNPq（项目编号#311657/2021–4）的支持。N.M. Trindade感谢FAPESP（项目编号#2018/05982-0; #2019/05915-3; #2024/03006-4）及CNPq（项目编号#409338/2021-4; #306929/2022-8; #444110/2024-0）的资助。