Photoluminescence Study of Eu-Species Incorporated In Lithium Tetraborate and Silica

Steady-state – excitation and emission – photoluminescence spectra of europium species incorporated in single crystal and glassy lithium tetraborate (LTB) and silica are reported. Kinetic features, decay curves of the emission and lifetime data were measured. Spectral characteristics were analyzed with the aim of distinguishing the oxidation state, site-symmetry and morphology of europium species in different solid-state host matrices.Досліджено спектри стаціонарної фотолюмінесценції (збудження та випромінювання) європію, інкорпорованого в монокристалічний і полікристалічний літій тетраборат та кремнезем. Приведено дані кінетичної фотолюмінесценції: криві загасання та час життя збудженого стану іонів європію в зразках. Проведено аналіз спектральних характеристик з метою визначення стану інкорпорованих іонів європію – окислювального та агрегатного, а також локальної симетрії в різних матрицях.Исследованы спектры стационарной фотолюминесценции (возбуждения и излучения) европия, инкорпорированного в монокристаллы и поликристаллы литий тетрабората и кремнезема. Приведены данные кинетической фотолюминесценции: кривые затухания и время жизни возбужденного состояния ионов европия в образцах. Проведен анализ полученных спектральных характеристик с целью определения состояния инкорпорированных ионов европия – окислительного и агрегатного, а также локальной симметрии в разных матрицах

Thermostimulated luminescence and the temperature dependence of X-ray luminescence of the Li₂B₄O₇ single crystals

The copper-doped lithium tetraborate (Li₂B₄O₇:Cu) is one of the famous tissue-equivalent materials for the thermoluminescent dosimetry, being characterized by a high radiation resistivity, a linear dose dependence, a wide operation dose range and a weak dependence of the dose on the ionizing radiation energy. We have performed the thermo-stimulated luminescence (TSL) studies of the lithium tetraborate single crystals doped with different copper concentrations. The optimal dopant concentration (1.91⋅10⁻³ weight % Cu) at which the maximum TSL intensity of the high-temperature maximum is revealed has been found. It has been elucidated that the further copper concentration increase results in the TSL intensity decrease due to the concentrational damping luminescence. It has been found that for the Li₂B₄O₇ single crystals with the optimal Cu dopant concentration within the temperature range under study TSL is primarily due to the carriers deliverance from two local trapping levels with the Et₁= 0.90 ± 0.03 eV, Et₂ = 1.72 ± 0.07 eV energies and the frequency factors of 4⋅10¹⁰ s⁻¹ and 5⋅10¹⁶ s⁻¹, respectively. The occurrence of these local levels affects considerably the temperature dependence of X-ray luminescence. Above 215⁰C the temperature damping of luminescence is observed being well described by the Mott formula with the EA = 0.65 ± 0.05 eV activation energy

Evaluation Of kinetic parameters Of Li(2)b(4)o(7):Mn single crystal

WOS: 000330179200069The kinetic parameters of a newly developed Li2B4O7:Mn single crystal phosphor have been presented. Li2B4O7 single crystal doped with Mn were grown via the Czochralski method. Thermoluminescence (TL) glow curve of Li2B4O7:Mn single crystal exhibits two well separated TL peaks at about 363 and 478 K, later being more intense, with a heating rate of 1 K/s. The high-temperature glow curve at 478 K is important for dosimetric studies of Li2B4O7 (LBO) doped with Mn. The kinetic parameters (activation energy (E), frequency factor (s) and kinetic order (b)) of the main glow peak (478 K) have been calculated using initial rise (IR), isothermal decay (ID) and peak shape (PS) methods. Activation energies obtained by IR, ID and PS were found to be 1.24, 1.18 and 1.20 eV, respectively. Similarly, the frequency factors were determined using isothermal decay and peak shape methods and found as 7.85 x 10(11) and 3.27 x 10(11) s (1), respectively. All results obtained using these methods are compared and discussed. (C) 2013 Elsevier B. V. All rights reserved.Scientific and Technological Research Council of Turkey (TUBITAK) - Hungarian Academy of Sciences (HAS) European Scientific Exchange ProgramTurkiye Bilimsel ve Teknolojik Arastirma Kurumu (TUBITAK) [2227]This research is supported by the grants from The Scientific and Technological Research Council of Turkey (TUBITAK) - Hungarian Academy of Sciences (HAS) European Scientific Exchange Program (2227)

Dopant concentration dependence of thermostimulated luminescence in Li₂B₄O₇:Mn single crystals

А series of Li₂B₄О₇:Mn single crystals with different dopant concentrations has been produced and their thermoluminescence (TL) has been studied. The glow curve shapes differ significantly with increase of Mn concentration, but all of them reveal two broad complex peaks. The results of fractional glow technique application show the presence of two groups, each with a large number of traps with close depths. Dose dependence of glow curves shape testifies to the first order of TL kinetics.Получена серия монокристаллов Li₂B₄О₇:Mn с разной концентрацией легирующей примеси и исследована их термостимулированная люминесценция (ТСЛ). Форма кривых термовысвечивания (КТВ) существенно изменяется при повышении концентрации Mn, но на всех них можно выделить два сложных максимума. Результаты применения метода частичного высвечивания светосуммы указывают на наличие двух групп ловушек, каждая из которых содержит несколько уровней прилипания с близкими величинами энергии активации. 3ависимость формы КТВ от поглощенной дозы свидетельствует о первом порядке кинетики ТСЛ.Одержано серiю монокристалiв Li₂B₄О₇:Mn з рiзною концентрацiєю легуючої домiшки та дослiджено їх термостимульовану люмiнесценцiю (ТСЛ). Форма кривих термовисвiчування (КТВ) суттево змiнюється при пiдвищеннi концентрацiї Mn, але на всiх них можна видiлити два складнi максимуми. Результати застосування метода часткового висвiчування свiтлосуми вказують на наявнiсть двох груп пасток, кожна з яких мiстить декiлька рiвнiв прилипання з близькими величинами енергiї активацiї. 3алежнiсть форми КТВ вiд поглинутої дози свiдчить про перший порядок кiнетики ТСЛ

Thermoluminescence characteristics of Li2B4O7 single crystal dosimeters doped with Mn

WOS: 000330157400033In this study, thermoluminescence (TL) characterization of newly developed Li2B4O7:Mn single crystal phosphor is reported. It is a very attractive material in personal dosimetry because of its near tissue equivalency (Z(eff) = 7.25). The crystal was grown by the Czochralski method from high purity compounds. Glow curve, dose response, and fading and reproducibility properties of this material were investigated. Its TL glow curve showed two well separated peaks at about 105 and 220 degrees C with a heating rate of 2 degrees C s(-1). The main peak at 220 degrees C has a linear dose response of up to 60 Gy. The thermal fading ratio of the material is about 8% for the main peak in 10 days. The results showed that there is no significant variation of TL responses for 15 sequential measurements. Apart from the dosimetric properties above, the TL kinetic parameters of the main peak at 220 degrees C of Li2B4O7:Mn single crystal phosphor were also calculated using the various heating rates method. Activation energy and frequency factor were found as 1.21 eV and 3.75 x 10(11) s(-1), respectively. (C) 2013 Elsevier Ltd. All rights reserved.TUBITAK - HAS European Scientific Exchange ProgramTurkiye Bilimsel ve Teknolojik Arastirma Kurumu (TUBITAK) [2227]This research is supported by the grants from TUBITAK - HAS European Scientific Exchange Program (2227)

On contamination of lithium tetraborate single crystals with platinum (container material)

To determine trace quantities of platinum (i.e. containing material) in lithium tetrabo -rate Li2B4O7 single crystals, the photo-nuclear analysis method has been used by means of an M-30 electron accelerator. No platinum was found in the upper part of single crystals. i.e. its content is below the method sensitivity threshold (10-4 mass. %), whereas in the defect parts, it is (1.86-8.20)-10-4 mass. %. At low platinum levels in the melt, as well as low growth rates, almost no platinum was found in the upper crystals parts, while it is concentrated mainly in the bottom parts that contains gas and solid phase inclusions and blocks, i.e. during growth an effective Pt concentrating occurs.Для определения следовых количеств платины (материала контейнера) в монокристаллах тетрабората лития Li2B4O7 использован метод фотоядерного анализа с применением электронного ускорителя микротрона М-30. В верхней части монокристаллов платина не обнаружена, т.е. ее содержание находится ниже предела чувствительности метода (10-4 масс %), а в нижней дефектной части оно составляет (1.86-8.20)40 4 масс.%. При низком содержании платины в расплаве, а также малых скоростях роста она практически отсутствует в верхних частях кристаллов и сосредоточивается преимущественно в их нижних частях, которые содержат газовые и твердофазные включения и блоки, т.е. в процессе роста происходит ее эффективное концентрирование.Для визначення слідових кількостей платини (матерiалу контейнера) у монокристалах тетраборату літію Li2B4O7 використано метод фотоядерного аналіза з застосуванням електронного прискорювача мікротрона М-30. У верхній частині монокристалів платину не виявлено, тобто її вміст знаходиться нижче межі чутливості метода (10-4 мас %), а у нижній дефектній частині він складає (1.86-8.20)-10-4 ваг %. При низькому вмісті платини у розплаві, а також малих швидкостях росту вона практично відсутня у верхніх частинах кристалів і концентрується переважно в їхніх нижніх частинах, що містять газові і твердофазні включення та блоки, тобто в процесі росту відбувається її ефективне концентрування

X-Ray Luminescence of Crystallized Silver, Copper and Manganese-Doped Lithium Tetraborate

The X-ray luminescence spectra of doped lithium tetraborate have been analyzed on the basis of accounting the set of spectral transitions for different atomic charge states. It has been shown that the X-ray luminescence peculiarities are to a great extent due to the transitions between the energy levels of dopant atoms and ions, as well as to the levels, which form the lithium tetraborate matrix