超快闪烁体伽玛碘化亚铜的同步辐射真空紫外与红外光谱研究

伽玛碘化亚铜（γ-CuI）具有几十皮秒的超快闪烁发光，在射线超快探测、惯性约束聚变X射线诊断等领域具有重要应用，是超快闪烁体研究的热点材料。本项目拟采用同步辐射真空紫外光谱研究γ-CuI晶体及其掺杂样品的发光性质、光学性质及其温度依赖特性；利用同步辐射远红外吸收谱和反射谱，研究晶体在远红外区的光学性质和声子能量，结合拉曼光谱和理论模拟，建立无辐射跃迁的物理图像，揭示发光的温度依赖特性及其机理；利用中红外显微谱学成像技术，研究晶体表面的水或有机物吸附，确定吸附物的成分与浓度分布，并建立其与发光性质的联系。项目的创新之处在于综合利用多种同步辐射技术在宽光学波段（真空紫外-远红外区）研究γ-CuI晶体，揭示其发光机理、光学性质与红外吸收性质，着重分析掺杂对于晶体发光的影响，结合晶体生长过程，提出改进晶体生长工艺和提高晶体发光性能的途径，为γ-CuI超快闪烁体早日实现应用做出贡献。

本项目以超快闪烁体伽玛碘化亚铜γ-CuI为研究对象，深入系统地研究了γ-CuI的晶体生长技术、光学性质、发光特性及其发光机理，取得了一系列研究成果，对于该材料未来在辐射探测系统中的应用打下了基础。项目综合采用了改进的蒸发溶剂法制备了高质量的γ-CuI单晶，通过制备条件的探索，获得了晶体生长的优化条件。研究了γ-CuI晶体的发光性质和发光起源，通过不同环境处理，建立了有关缺陷对发光的影响及其物理机制。综合利用多种同步辐射技术在宽光学波段研究γ-CuI晶体，揭示其发光机理、光学性质与红外吸收性质，着重分析掺杂对于晶体发光的影响，结合晶体生长过程，提出改进晶体生长工艺和提高晶体发光性能的途径，为γ-CuI超快闪烁体早日实现应用做出了贡献。项目圆满完成，发表论文20篇，期中SCI收录论文19篇，申请发明专利2项。培养硕博研究生3人。