Crescita da fusione mediante tecniche di micro-trazione verso il basso (µ-PD) e Czochralski (Cz) e caratterizzazione di cristalli scintillatori di LGSO e granato – TEL – Thèses en ligne

Abstract : Una serie di scintillatori in ortosilicato di terre rare e granato sono stati coltivati con i metodi micropulling down (μ-PD) e Czochralski. Le fibre Lu2xGd2 2xSiO5 drogate con Ce (LGSO:Ce) sono state coltivate con il metodo di micropulling down (μ-PD) per la prima volta. Al fine di determinare la concentrazione ottimale dell’attivatore per quanto riguarda i migliori parametri scintillanti, la concentrazione di cerio nella massa fusa è stata variata entro 0,01-1,5 at.%. È stata determinata e discussa una serie di risultati sulle caratteristiche ottiche e di scintillazione delle fibre cresciute con i diversi contenuti di attivatore. La distribuzione di Gd3+ e Ce3+ nella struttura LGSO:Ce è stata confrontata con i cristalli cresciuti con Czochralski. La distribuzione spaziale dei cationi attraverso i cristalli a forma di scintillazione LGSO:Ce cresciuti con il metodo micro-pulling-down è stata studiata utilizzando la microscopia a largo campo sotto eccitazione simultanea di entrambi i centri legati al cerio e la microscopia confocale sotto eccitazione selettiva di Ce3+ nei siti cristallografici CeO6. Fibre non drogate di Lu3Al5O12 (LuAG) e drogate con Ce3+, Pr3+, miste (Lu,Y)3Al5O12 (LuYAG) e Y3Al5O12 (YAG) entrambe drogate con Ce3+ sono state prodotte per valutare la possibilità di un loro potenziale utilizzo nel nuovo doppio calorimetro previsto per operare nel Large Hadron Collider aggiornato del CERN. La scelta dei cristalli coltivati è stata fatta per rilevare la scintillazione (materiali attivati) e la radiazione Cherenkov (LuAG). Le condizioni di crescita per il miglioramento della qualità delle fibre sono state selezionate in base alle misurazioni della lunghezza di attenuazione delle fibre. Il coefficiente di segregazione dell’attivatore nelle fibre LuAG:Ce e LuYAG:Ce è stato valutato dalle misure di catodoluminescenza. È stato studiato l’effetto della ricottura e del danno da radiazione. La buona produttività delle fibre cresciute è stata verificata sul calorimetro a fascio di prova. Sono state studiate la struttura e la resa di scintillazione dei cristalli in soluzione solida Y3(Al1 xGax)5O12:Ce. I cristalli sono cresciuti dalla fusione con il metodo Czochralski. La distribuzione dei cationi ospiti nel reticolo del cristallo è determinata. Viene determinata la tendenza dell’emissione di luce alla sostituzione Al/Ga in Y3 (Al1-xGax) 5O12:Ce. L’emissione di luce nei cristalli misti raggiunge il 130% rispetto al granato di ittrio-alluminio drogato con Ce. Viene studiata l’evoluzione delle proprietà di luminescenza alla sostituzione Al/Ga

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