新型辐射剂量计材料突破：硫化镓单晶的发光特性研究

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新型辐射剂量计材料突破：硫化镓单晶的发光特性研究

导语：
近期，国际研究团队利用lexsyg smart，首先揭示了硫化镓（GaS）单晶在辐射剂量检测中的优异性能，为开发高灵敏、宽量程的辐射传感器提供了新方向。

研究亮点

一、lexsyg仪器重要作用

1、通过lexsyg smart（配备双碱阴极光电倍增管）完成全实验数据采集

2、实现TL-OSL双模式测量：

1）TL加热速率：1°C/s（室温至450°C，氮气环境）

2）OSL模式：连续波蓝光LED激发（功率80 mW/cm²）

3、结合TLanal软件完成复杂曲线解卷积，精确解析6个陷阱能级

二、关键发现

1、TL特性：

1）发现6个深陷阱中心（0.98~1.90 eV），符合一级至二级动力学模型

2）剂量响应线性区间：100-500 Gy（图1）

图1 TL剂量响应与吸收剂量的关系。

2、OSL优势：

1）剂量检测下限（MDD）1.78 Gy（±0.02 Gy）

2）5-150 Gy范围内线性响应（图2a所示），150 Gy以上呈现超线性

3）重复使用稳定性：10次循环后信号波动<5%（图2b所示）

图2.a) OSL剂量反应与吸收剂量,b) GaS单晶的十次光释光（OSL）测量重复使用性曲线图

三、实际应用潜力

1、抗击衰退性能：

存储15天后信号只衰减50%，24小时后衰退趋稳（图3数据）

2、材料优势：

1）层状结构易加工，可与纳米器件工艺兼容

2）宽禁带（2.53 eV）保障环境光干扰低

图3. 存储时间对GaS单晶性能衰退的影响

研究意义（配文中实验图展示）

本研究通过图4的TL曲线解卷积和图2a的OSL剂量响应曲线，首先证明GaS单晶可作为中高剂量（5-150 Gy）辐射检测的候选材料，在核工业、放射医治等领域具有应用前景。

图4. GaS TL曲线的离散单峰分解

结语：

该成果得益于lexsyg系统的高精度TL-OSL联测能力，为二维材料在辐射传感领域的探索提供了新范式。研究团队下一步将优化材料掺杂工艺，进一步提升检测灵敏度。