Studium katodoluminiscence cerem aktivovaných scintilátorů se strukturou granátu

Bc. Ondřej Lalinský

Master's thesis

Cathodoluminescence study of cerium-activated scintillators with garnet structure

Abstract:

Tato diplomová práce se zabývá vlivem kodopování Ce, Gd a Ga epitaxních vrstev lutetito-hlinitého granátu (LuAG) na jejich katodoluminiscenční (CL) vlastnosti. Vrstvy s optimálním zastoupením Ce, Gd a Ga v mnohém svými CL vlastnostmi převyšují cerem aktivovaný LuAG, standardně používaný jako scintilátor v detektorech elektronů. Mezi nejpodstatnější zlepšení těchto CL vlastností patří výrazné potlačení vlivu mělkých pastí na CL doznívání nebo zvýšení CL účinnosti až o 60 %. Další náplní této práce bylo zjištění jisté korekční funkce, kvůli které jsou všechny měřené křivky doznívání CL zkresleny. Tato korekční funkce byla vypočtena a vliv této funkce na křivky doznívání CL byl odstraněn s využitím vytvořeného programu. S touto pomocí mohla být v doznívání detekována rychlá složka s dobou doznívání 11 ns, jejíž původ se odhaduje na vnitřní pnutí ve vrstvě.

Abstract:

The effect of Ce, Gd and Ga co-doping on the cathodoluminescence (CL) properties of lutetium aluminium epitaxial garnet layers (LuAG) was studied in this diploma thesis. The Ce, Gd a Ga co-doped layers with optimized dopant content provide in many aspects better CL properties compared to the cerium activated LuAG, standardly used as a scintillator in electron detectors. Noticable suppression of the effect of shallow electron traps and the 60 % light yield increase belong to the most important enhan-cements. Another part of this work is dedicated to the computation of a certain correction function, due to that all the measured CL decay curves are distorted. This correction function was computed and the effect of this function on the CL decay curves was eliminated using a programmed software. Thanks to that, a fast decay component with decay time of 11 ns could be observed. The origin of this component is estimated at inner strain in the layer.

Keywords

katodoluminiscence, scintilátor, CeGdGa, LuAG, epitaxní vrstva, termoluminiscence, antisite defekt, cathodoluminescence, scintillator, epi-taxial layer, thermoluminescence, antisite defect

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 15. 5. 2015

Thesis defence

• Date of defence: 16. 6. 2015
• Supervisor: RNDr. Petr Schauer, CSc.

Masaryk University

Faculty of Science

Master programme / field:
Physics / Condensed Matter Physics