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Photoluminescence and X-ray induced scintillation in Gd3+-Tb3+ co-doped fluoride-phosphate glasses, and derived glass-ceramics containing NaGdF4 nanocrystals

  • The glass system (50NaPO3–20BaF2–10CaF2–20GdF3)-xTbCl3 with x = 0.3, 1, 3, 5, and 10 wt % was investigated. We successfully produced transparent glass ceramic (GC) scintillators with x = 1 through a melt-quenching process followed by thermal treatment. The luminescence and crystallization characteristics of these materials were thoroughly examined using various analytical methods. The nanocrystallization of Tb3+-doped Na5Gd9F32 within the doped fluoride-phosphate glasses resulted in enhanced photoluminescence (PL) and radioluminescence (RL) of the Tb3+ ions. The GC exhibited an internal PL quantum yield of 33 % and the integrated RL intensity across the UV-visible range was 36 % of that reported for the commercial BGO powder scintillator. This research showcases that Tb-doped fluoridephosphate GCs containing nanocrystalline Na5Gd9F32 have the potential to serve as efficient scintillators while having lower melting temperature compared to traditional silicate and germanate glasses.

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Autor*innen:Gustavo Galleani, Thiago A. Lodi, Robin L. Conner, Luiz G. Jacobsohn, Andrea S.S. de Camargo
Dokumenttyp:Zeitschriftenartikel
Veröffentlichungsform:Verlagsliteratur
Sprache:Englisch
Titel des übergeordneten Werkes (Englisch):Optical Materials: X
Jahr der Erstveröffentlichung:2024
Organisationseinheit der BAM:5 Werkstofftechnik
5 Werkstofftechnik / 5.6 Glas
Veröffentlichende Institution:Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM)
Verlag:Elsevier B.V.
Jahrgang/Band:21
Aufsatznummer:100288
Erste Seite:1
Letzte Seite:9
DDC-Klassifikation:Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / Ingenieurwissenschaften / Ingenieurwissenschaften und zugeordnete Tätigkeiten
Freie Schlagwörter:Fluoride phosphate glasses; Gd3+; Glass scintillator; Tb3+
Themenfelder/Aktivitätsfelder der BAM:Material
Material / Materialdesign
DOI:10.1016/j.omx.2023.100288
URN:urn:nbn:de:kobv:b43-603588
Verfügbarkeit des Dokuments:Datei für die Öffentlichkeit verfügbar ("Open Access")
Lizenz (Deutsch):License LogoCreative Commons - CC BY-NC-ND - Namensnennung - Nicht kommerziell - Keine Bearbeitungen 4.0 International
Datum der Freischaltung:24.06.2024
Referierte Publikation:Nein
Schriftenreihen ohne Nummerierung:Wissenschaftliche Artikel der BAM
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