ساخت و بررسی خصوصیت‌های ترمولومینسانی نانوذرات Dy,Tm:2CaF

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 پژوهشکده‌ی‌ علوم و فن‌آوری نانو، دانشگاه کاشان، صندوق پستی: 8731751167، کاشان ـ ایران

2 1. پژوهشکده‌ی‌ علوم و فن‌آوری نانو، دانشگاه کاشان، صندوق پستی: 8731751167، کاشان ـ ایران 2. دانشکده فیزیک، دانشگاه کاشان، صندوق پستی: 8731751167، کاشان ـ ایران

چکیده

نانوذرات :Dy,Tm2CaF با اندازه‌ی متوسط 37 نانومتر به روش گرما- آبی ساخته شده‌اند. ساختار مکعبی نانوذرات با استفاده از دستگاه پراش پرتو ایکس تعیین شد. اندازه و شکل ذرات ساخته شده با استفاده از میکروسکوپ الکترون روبشی (SEM) مشاهده شده است. منحنی درخشش ترمولومینسانی این نانوذره دارای 3 قله در دماهای 407، 440 و 485 کلوین بوده است. پاسخ ترمولومینسانی نانوذرات :Dy,Tm2CaF برای مقدارهای متفاوت Dy و Tm مطالعه و بیش‌ترین حساسیت در 3 درصد مولی Dy و 5/0 درصد مولی Tm به دست آمده‌اند. با توجه به پاسخ خطی دز تا بالای دز جذب شده‌ی Gy10000، فسفر ساخته شده برای کاربرد در دزیمتری دزهای بالا پیشنهاد شده است.
 

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Synthesis and Thermoluminescence Characteristics of CaF2:Dy,Tm Nanoparticles

نویسندگان [English]

  • Ehsan Sadeghi 1
  • Mostafa ZahediFar 2
  • Mohsen Mehrabi 1
چکیده [English]

: CaF2:Dy,Tm nanoparticles have been synthesized by the hydrothermal method. The cubic lattice structure has been confirmed by the X-ray diffraction (XRD) pattern and an average size of 37 nm is obtained using Deby-Schere`s formula. The shape and size of particles are also observed by scanning electron microscopy (SEM). The thermoluminescence (TL) glow curve of the produced nanoparticles contains three overlapping glow peaks at approximately 407, 440 and 485 K. The TL phosphor characteristics has been studied for different Dy and Tm concentrations and the maximum sensitivity has been obtained at 3 mol% and 0.5 mol% of dysprosium and thulium impurities, respectively. The linear TL dose response over the absorbed dose rate of 10000 Gy, is recommend to be applied as a good candidate for high dose dosimetry.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Nanoparticles
  • Thermoluminescence
  • Synthesis
  • Hydrothermal Method

1. N. Salah, P.D. Sahare, S.P. Lochab, P. Kumar, TL and PL studies on CaSO4:Dy nanoparticles, Radiat. Meas. 41 (2006) 40-47.

2. M. Zahedifar, M. Mehrabi, Thermoluminescence and photoluminescence of cerium doped CaSO4 nanosheets, Nucl. Instrum. Methods Phys. Res B 268 (2010) 3517-3522.

3. M. Zahedifar, M. Mehrabi, S. Harooni, Synthesis of CaSO4:Mn nanosheets with high thermoluminescence sensitivity, Applied radiation and isotopes 69 (2011) 1002-1006.

4. M. Hajek, T. Berger, R. Bergmann, Y. Uchihori, N. Yasuda, H. Kitamura, LET dependence of thermoluminescent efficiency and peak height ratio of CaF2:Tm, Radiat, Meas. 43 (2008) 1135-1139.

5. A. Zarate-Morales, A.E. Buentil, Health Phys. 71 (1996) 358-361.

6. A.S. Pradhan, Effect of heating rate on the responses of CaF2:Cu, CaF2:Tm, CaF2:Dy and CaF2:Mn, Radiat. Prot. Dosim, 100 (2002) 289-292.

7. M. Zahedifar, E. Sadeghi, Z. Mohebbi, Synthesis and thermoluminescence characteristics of Mn doped CaF2 nanoparticles, Nucl. Instr. Meth B 274 (2012) 162–166.

8. M. Zahedifar, E. Sadeghi, S. Harooni, Thermoluminescence characteristics of the novel CaF2:Dy nanoparticles prepared by using the hydrothermal method, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B 291 (2012) 65–72.

9. M. Zahedifar, E. Sadeghi, Synthesis and dosimetric properties of the novel thermoluminescent CaF2:Tm nanoparticles, Radiation Physics and Chemistry 81 (2012) 1856–1861.

10. G.G. Kitis, J.M. Gomez Ros, J.W.N. Tuyn, Thermoluminescence glow curve deconvolution functions for first, second and general orders of kinetics, J. Phys. D: Appl. Phys. 31 (1998) 2636-2641.

11. A.J.J. Bos, Theory of thermoluminescence, Radiat. Meas 41 (2007) 45–56.

12. H.G. Balian, N.W. Eddy, Figure of merit (FOM), an improved criterion over the normalized chisquared test for assessing goodness-of-fit of gamma-ray spectra peaks, Nucl. Instr. Meth. 145 (1977) 389-393.

13. W. Binder, J.R. Cameron, Dosimetric properties of CaF2:Dy, Health Phys. 17 (1969) 613–618.

14. C. Bacci, C. Furetta, B. Rispoli, G. Roubaud, J.W.N. Tuyn, The effect of storage temperature on the thermoluminescence response of some phosphors Radiat, Prot. Dosim. 25 (1988) 43-48.

15. C. Furetta, C.Y.K. Lee, Further studies of the dosimetric properties of CaF2:Tm (TLD-300), Radiat. Prot. Dosim, 11 (1985) 101–105.

16. V.E. Kafadar, A.N. Yazici, R.G. Yildirim, The effects of heating rate on the dose response characteristics of TLD-200, TLD-300 and TLD-400, Nucl. Inst. Meth. B 267 (2009) 3337–3346.