KBr:Yb单晶的光致发光与光激发发光特性及其在X射线成像中的应用研究

这篇研究通过垂直布里奇曼法生长不同Yb掺杂浓度(0.03-3%)的KBr单晶，系统评估了其光致发光(PL)和光激发发光(OSL)特性。研究发现1% Yb掺杂样品具有最高量子产率(74.1%)和OSL强度，其X射线透射图像空间分辨率达5.00 LP/mm，优于商用CsBr:Eu成像板(IP)，为开发新型X射线成像材料提供了重要参考。

　　

Highlight

KBr单晶通过垂直布里奇曼法掺杂不同浓度Yb(0.03-3%)后，其光致发光(PL)和光激发发光(OSL)特性展现出独特规律。所有样品在400和430 nm处均出现由Yb²⁺的5d-4f跃迁引起的发射峰，其中1%掺杂样品以74.1%的量子产率成为性能最优者。

Experimental

采用垂直布里奇曼法生长Yb掺杂KBr单晶，原料为3N级KBr和YbBr₃。将配好的原料在300°C真空干燥2小时后密封于石英管，置于单加热器布里奇曼炉(VFK-1800)中生长。

Results and discussion

样品在254 nm紫外光激发下均发出蓝光。PL测试显示400和430 nm双发射峰对应Yb²⁺的自旋允许与禁阻跃迁。OSL测试中1%样品表现出最强信号，其X射线透射图像分辨率达5.00 LP/mm，超越商用CsBr:Eu成像板。

Conclusions

1% Yb掺杂KBr单晶展现出74.1%的量子产率和最优OSL性能，其成像分辨率显著优于现有商业材料，证实Yb²⁺作为新型发光中心在X射线成像领域的应用潜力。