Lexsyg释光探测器 | 在材料表征科研领域应用分享

新型掺镝硼酸锌发光材料助力辐射剂量检测，Lexsyg仪器揭秘性能奥秘

引言
在辐射剂量检测领域，高性能发光材料的研发一直是科学界的热点。近期，国际有名期刊《Journal of Luminescence》发表了一项重要研究——掺镝（Dy³⁺）硼酸锌（ZnB₂O₄）材料的合成及其发光特性分析。该研究通过Lexsyg Smart精确测定了材料的热释光（TL）性能，为新型辐射剂量计的开发提供了关键数据支持。

研究亮点

1、材料制备与结构表征
研究团队采用硝酸法成功合成了不同浓度（1%-9%）的Dy³⁺掺杂ZnB₂O₄粉末。XRD与ESEM分析表明，Dy³⁺离子优先取代Zn²⁺位点，且掺杂未明显改变材料晶体结构。

2、发光性能突破

1）阴极发光（CL）与辐射发光（RL）：材料在电子束和X射线激发下，均展现出Dy³⁺的特征发射峰（蓝光478nm、黄光588nm、红光678nm及红外光754nm），其中3% Dy³⁺掺杂样品发光强度高

2）浓度淬灭效应：当Dy³⁺浓度超过3%时，因离子间非辐射能量转移，发光强度明显下降。

图1. 在10 kV加速电压下记录的不同ZnB2O4:Dy3+含量的CL谱。上面的插图显示了488 nm和590 nm处发射谱线强度的变化，作为掺杂浓度的函数。

图2.连续X射线辐照下不同ZnB2O4:Dy3+含量的RL谱。

3）热释光（TL）性能优化
通过Lexsyg Smart TL/OSL系统测定发现，β射线辐照后，材料在96°C处呈现单一TL峰（图7）。3% Dy³⁺掺杂样品表现出优异TL响应，陷阱深度为0.77-0.90 eV，频率因子高达10¹⁴ s⁻¹（图8、表2），表明其具备优异的剂量存储与释放能力。

图3. TL强度与Dy3+浓度的关系。

Lexsyg仪器的关键作用

本研究采用Lexsyg Smart TL/OSL仪器完成TL曲线的精确测量：

1）高灵敏度检测：系统配备氮气保护与BG-39滤光片，有效降低背景噪声，捕捉微弱TL信号。

2）动态温控分析：通过Tₛₜₒₚ方法（60-200°C梯度预热）揭示陷阱热稳定性，证实材料适用于宽温区剂量监测。

3）数据可靠性：结合初始升温法（IR）计算活化能与频率因子，为材料性能优化提供定量依据。

图4. (a)在60–200°C范围内进行不同的热预退火后，各种ZnB2O4:Dy3+含量的热稳定性;( b)样品的lnI与1/T图的线性拟合获得Ea和ln。

结论与展望
掺镝硼酸锌（ZnB₂O₄:Dy³⁺）在3%掺杂浓度下展现出优异的发光性能与TL响应，有望成为新一代辐射剂量计的重要材料。研究团队特别指出，lexsyg仪器的高精度TL/OSL分析能力为材料性能评估提供了关键技术支持。未来，该材料或将在环境监测、医疗放射剂量控制等领域实现应用突破。