新型輻射劑量計材料突破：硫化鎵單晶的發光特性研究

lexsyg釋光探測器 | 在材料表征科研領域應用分享

新型輻射劑量計材料突破：硫化鎵單晶的發光特性研究

導語：
近期，國際研究團隊利用lexsyg smart，首先揭示了硫化鎵（GaS）單晶在輻射劑量檢測中的優異性能，為開發高靈敏、寬量程的輻射傳感器提供了新方向。

研究亮點

一、lexsyg儀器重要作用

1、通過lexsyg smart（配備雙堿陰極光電倍增管）完成全實驗數據采集

2、實現TL-OSL雙模式測量：

1）TL加熱速率：1°C/s（室溫至450°C，氮氣環境）

2）OSL模式：連續波藍光LED激發（功率80 mW/cm²）

3、結合TLanal軟件完成復雜曲線解卷積，精確解析6個陷阱能級

二、關鍵發現

1、TL特性：

1）發現6個深陷阱中心（0.98~1.90 eV），符合一級至二級動力學模型

2）劑量響應線性區間：100-500 Gy（圖1）

圖1 TL劑量響應與吸收劑量的關系。

2、OSL優勢：

1）劑量檢測下限（MDD）1.78 Gy（±0.02 Gy）

2）5-150 Gy范圍內線性響應（圖2a所示），150 Gy以上呈現超線性

3）重復使用穩定性：10次循環后信號波動<5%（圖2b所示）

圖2.a) OSL劑量反應與吸收劑量,b) GaS單晶的十次光釋光（OSL）測量重復使用性曲線圖

三、實際應用潛力

1、抗擊衰退性能：

存儲15天后信號只衰減50%，24小時后衰退趨穩（圖3數據）

2、材料優勢：

1）層狀結構易加工，可與納米器件工藝兼容

2）寬禁帶（2.53 eV）保障環境光干擾低

圖3. 存儲時間對GaS單晶性能衰退的影響

研究意義（配文中實驗圖展示）

本研究通過圖4的TL曲線解卷積和圖2a的OSL劑量響應曲線，首先證明GaS單晶可作為中高劑量（5-150 Gy）輻射檢測的候選材料，在核工業、放射醫治等領域具有應用前景。

圖4. GaS TL曲線的離散單峰分解

結語：

該成果得益于lexsyg系統的高精度TL-OSL聯測能力，為二維材料在輻射傳感領域的探索提供了新范式。研究團隊下一步將優化材料摻雜工藝，進一步提升檢測靈敏度。