Оптические и люминесцентные свойства монокристаллов YAG:Ce, облученных ионами Xe¹³² с энергией 231 МэВ

Abstract

В работе изучено влияние облучения ионами ксенона (230 МэВ) на оптическое и люминесцентные свойства кристаллов Y₃Al₅O₁₂:Ce (YAG:Ce). Облучение индуцирует дефекты Френкеля (F, F⁺), антиузловые нарушения способствуют подавлению эмиссии ионов Ce³⁺ из-за усиления нерадиационных механизмов и перехода Ce³⁺ в Ce⁴⁺. Установлено, что повышение флюенса приводит к снижению интенсивности свечения Ce³⁺, что связано с образованием дефектов решетки, включая кислородные вакансии и антиструктурные дефекты. Также наблюдаются изменения валентного состояния церия (Ce³⁺ → Ce⁴⁺). Облучение ионами ¹³²Xe (E = 230 МэВ) при флюенсах от 10¹¹ до 10¹⁴ ион/см² вызывает появление дефектов Френкеля (F, F⁺) и антиузловых нарушений, что ослабляет эмиссию Ce³⁺ за счет активации нерадиационных процессов и перезарядки Ce³⁺ → Ce⁴⁺. В спектрах возбуждения фиксируется подавление экситонных пиков и сдвиг порога возбуждения, обусловленные ростом структурного беспорядка в кристаллической решетке. Эти результаты подчеркивают значение изучения радиационных эффектов для оптимизации свойств YAG:Ce в практических приложениях. Полученные данные раскрывают механизмы радиационно-индуцированных изменений в YAG:Ce, что важно для его использования в радиационно-устойчивых сцинтилляционных детекторах.