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更新時間：2025-03-25
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新型摻鏑硼酸鋅發光材料助力輻射劑量檢測，Lexsyg儀器揭秘性能奧秘
引言
在輻射劑量檢測領域，高性能發光材料的研發一直是科學界的熱點。近期，國際有名期刊《Journal of Luminescence》發表了一項重要研究——摻鏑（Dy3?）硼酸鋅（ZnB?O?）材料的合成及其發光特性分析。該研究通過Lexsyg Smart精確測定了材料的熱釋光（TL）性能，為新型輻射劑量計的開發提供了關鍵數據支持。
研究亮點
1、材料制備與結構表征
研究團隊采用硝酸法成功合成了不同濃度（1%-9%）的Dy3?摻雜ZnB?O?粉末。XRD與ESEM分析表明，Dy3?離子優先取代Zn2?位點，且摻雜未明顯改變材料晶體結構。
2、發光性能突破
1）陰極發光（CL）與輻射發光（RL）：材料在電子束和X射線激發下，均展現出Dy3?的特征發射峰（藍光478nm、黃光588nm、紅光678nm及紅外光754nm），其中3% Dy3?摻雜樣品發光強度高
2）濃度淬滅效應：當Dy3?濃度超過3%時，因離子間非輻射能量轉移，發光強度明顯下降。
圖1. 在10 kV加速電壓下記錄的不同ZnB2O4:Dy3+含量的CL譜。上面的插圖顯示了488 nm和590 nm處發射譜線強度的變化，作為摻雜濃度的函數。
圖2.連續X射線輻照下不同ZnB2O4:Dy3+含量的RL譜。
3）熱釋光（TL）性能優化
通過Lexsyg Smart TL/OSL系統測定發現，β射線輻照后，材料在96°C處呈現單一TL峰（圖7）。3% Dy3?摻雜樣品表現出優異TL響應，陷阱深度為0.77-0.90 eV，頻率因子高達101? s?1（圖8、表2），表明其具備優異的劑量存儲與釋放能力。
圖3. TL強度與Dy3+濃度的關系。
Lexsyg儀器的關鍵作用
本研究采用Lexsyg Smart TL/OSL儀器完成TL曲線的精確測量：
1）高靈敏度檢測：系統配備氮氣保護與BG-39濾光片，有效降低背景噪聲，捕捉微弱TL信號。
2）動態溫控分析：通過T????方法（60-200°C梯度預熱）揭示陷阱熱穩定性，證實材料適用于寬溫區劑量監測。
3）數據可靠性：結合初始升溫法（IR）計算活化能與頻率因子，為材料性能優化提供定量依據。
圖4. (a)在60–200°C范圍內進行不同的熱預退火后，各種ZnB2O4:Dy3+含量的熱穩定性;( b)樣品的lnI與1/T圖的線性擬合獲得Ea和ln。
結論與展望
摻鏑硼酸鋅（ZnB?O?:Dy3?）在3%摻雜濃度下展現出優異的發光性能與TL響應，有望成為新一代輻射劑量計的重要材料。研究團隊特別指出，lexsyg儀器的高精度TL/OSL分析能力為材料性能評估提供了關鍵技術支持。未來，該材料或將在環境監測、醫療放射劑量控制等領域實現應用突破。
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