Luminescence de Ce3+ et Pr3+ dans les fluorures denses en vue de la réalisation de cristaux scintillateurs à déclin rapide - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 1997

Luminescence of Ce3+ and Pr3+ in dense fluorides for fast scintillator crystals

Luminescence de Ce3+ et Pr3+ dans les fluorures denses en vue de la réalisation de cristaux scintillateurs à déclin rapide

Résumé

As part of a search for scintillator crystals detecting X-rays, a study of the luminescence of cerium and praseodymium in dense fluorinated compounds was carried out. Ce3+ emission in the fluorides BaThF6 and Ba4y3F1-7 presented for direct excitation in its 5d levels a high radiative probability, even at high concentration. The use of synchrotron radiation made it possible to determine the different excitation mechanisms of the Ce3+ ion. The latter may in particular be excited by an emission intrinsic to the network of the cross-luminescence type with ultra-rapid decay (1 ns) highlighted in the two networks. Crystal growth of BaThF6:Ce and characterization of scintillation properties were undertaken. Luminescence of the CeS3+ ion down to room temperature was observed for the first time in fluorinated compounds based on the 6S2 doublet ion. The efficiency is however affected by strong thermal extinction, a consequence of the proximity of the 5D emitter levels and the conduction band. In some strong crystal field fluorines (elpasolites and Ba4Y3F1-7), the rapid decay 5d 4F luminescence of Pr3+ has been demonstrated. The scintillation mechanisms of this ion in elpasolites have been studied.
Dans le cadre d'une recherche de cristaux scintillateurs détecteurs de rayonnements X ou une étude de la luminescence du cérium et du praséodyme dans des composés fluorés denses à été effectuée. L'émission de Ce3+ dans les fluorures BaThF6 et Ba4y3F1-7 présenté pour une excitation directe dans ses niveaux 5d une probabilité radiative élevée, même à forte concentration. L'utilisation du rayonnement synchrotron a permis de déterminer les différents mécanismes d'excitation de l'ion Ce3+. Ce dernier peut-être en particulier excité par une émission intrinsèque au réseau de type cross-luminescence à déclin ultra-rapide (1 ns) mise en évidence dans les deux réseaux. La croissance cristalline de BaThF6:Ce et la caractérisation des propriétés de scintillation ont été entreprises. Une luminescence de l'ion CeS3+ jusqu'à température ambiante a été observée pour la première fois dans des composés fluorés à base d'ion à doublet 6S2. Le rendement est cependant affecté par une forte extinction thermique, conséquence de la proximité des niveaux émetteurs 5D et de la bande de conduction. Dans certains fluorés à champ cristallin fort (elpasolites et Ba4Y3F1-7), la luminescence à déclin rapide 5d 4F de Pr3+ a été mise en évidence. Les mécanismes de scintillation de cet ion dans les elpasolites ont été étudiés.
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Dates et versions

tel-00169394 , version 1 (03-09-2007)

Identifiants

  • HAL Id : tel-00169394 , version 1

Citer

Patricia Mesnard. Luminescence de Ce3+ et Pr3+ dans les fluorures denses en vue de la réalisation de cristaux scintillateurs à déclin rapide. Matériaux. Université de Bordeaux I, 1997. Français. ⟨NNT : 1997BOR10569⟩. ⟨tel-00169394⟩

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