Волошина О. В. Отримання та характеристики сполук REAO4 (RE - рідкісноземельний елемент, А - V, Nb, Ta) для сцинтиляційних застосувань

Дисертація присвячена дослідженню люмінесцентних та сцинтиляційних характеристик матеріалів на основі сполук із загальною формулою REAO4 (RE - рідкісноземельний елемент, А - V, Nb, Ta). Методом твердофазного синтезу без використання високотемпературного розчиннику отримано танталоніобати ітрію та гадолінію у повному концентраційному ряду заміщення Nb5+/Ta5+. Визначений вплив катіонного заміщення Nb5+/Ta5+ в матриці танталату на люмінесцентні та сцинтиляційні характеристики змішаних кристалів RENbxTa1-xO4 де RE=Y або Gd, х=0-1. Зокрема, показано, що при заміщенні танталу на ніобій в матриці танталатів спостерігається збільшення світлового виходу - лінійне у випадку гадолінієвої серії та нелінійне для ітрієвої серії зразків. Методом Чохральського отримано кристали ванадатів ітрію та гадолінію зі світловим виходом, енергетичною роздільною здатністю на 662 кеВ та часом загасання люмінесценції після рентгенівського збудження, відповідно, 6300 фот./МеВ, 16,1 %, 15 мкс для YVO4 та 12000 фот./МэВ, 15,7 %, 13 мкс для GdVO4. Порівняно з еталоном, в якості якого використовувався кристалічний зразок GSO:Ce (Gd2SiO5:Ce), досліджувані кристали продемонстрували значно повільнішу люмінесценцію та відносний світловий вихід 59,7 % і 99,8 % для YVO4 та GdVO4, відповідно. Ванадат гадолінію вперше запропонований в якості сцинтиляційного матеріалу. Вперше методом Чохральського отримано кристал танталоніобату гадолінію, демонструючий наступні сцинтиляційні характеристики: світловий вихід 1400 фот./MеВ, тобто близько 700 % відносно еталону PWO (PbWO4), та головний компонент часу загасання люмінесценції 17 нс, що подібний до часу загасання люмінесценції PWO (10 нс). Показано, що характеристики отриманих матеріалів дозволяються розглядати їх в якості важких сцинтиляторів для реєстрації високоенергетичних часточок.