Samaryum ve tulyum katkılı çinko borat fosforlarının lüminesans özelliklerinin incelenmesi ve termolüminesans dozimetresi olarak kullanılabilirliğinin araştırılması
Investigation of luminescence properties and investigation of usability as a thermoluminescence dosimeter of samarium and tulium doped zinc borate phosphores
Yazar: KENAN BULCAR
Danışman: PROF. DR. MUSTAFA TOPAKSU ; DOÇ. DR. NİL KÜÇÜK
Çukurova Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2020
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering

Özet:
Bu tez çalışmanın temel amacı, nitrik asit yöntemi ile sentezlenen poli- kristal yapıdaki Zn1-xSmxB2O4 (x = % 1, % 2, % 3, % 4 ve % 5 mol) ve Zn1-xTmxB2O4 (x = % 1, % 2, % 3, % 4, % 5, % 10, % 0,2, % 0.5 ve % 0.8 mol) fosforlarının lüminesans özelliklerinin kapsamlı bir şekilde araştırılması ve bu araştırmalar doğrultusunda termolüminesans (TL) dozimetrik malzeme olarak kullanılabilme olasılığının belirlenmesidir. Bu amaçla, lüminesans özelliklerinin belirlenmesinde termolüminesans ve kathodolüminesans (CL) yöntemleri kullanılmıştır. Sentezlenen fosforların yapısal özelliklerinin belirlenmesi amacıyla, XRD, ESEM ve EDS ölçümleri gerçekleştirilmiştir. XRD analizlerinden fosforların tümünün kübik kristal fazda olduğu belirlenmiştir. ESEM görüntülerinden, tanacikler arasındaki kümelenmeden dolayı homojen olmayan durumlar gözlenmiş olunsa da katkı iyonlarının kristal yapıya iyi bir şekilde entegre olduğu gözlenmiştir. EDS analizlerinden her iki katkı iyonunun da yapıya girdiği ve başka herhangi bir safsızlık elementinin oluşmadığı tespit edilmiştir. Katkısız ZnB2O4'ın TL şiddetini arttırmak amacıyla, katkılamalar sonucunda beta radyasyonuna duyarlı en yüksek TL şiddetinin % 2 Sm+3 ve  % 0.8 Tm+3 katkı oranlarında kaydedilmiş olup bu malzemelerinin dozimetrik özellikleri detaylı bir şekilde araştırılmıştır.

Abstract:
The main purpose of this thesis is to extensively investigate luminescence properties of polycrystalline Zn1-xSmxB2O4 (x = 1 %, 2 %, 3 %, 4 % and 5 % mole) and Zn1-xTmxB2O4 (x = 0.2 %, 0.5 %, 0.8 %, 1 %, 2 %, 3 %, 4 %, 5 % and 10 % mole) phosphors synthesized through nitric acid method in detail and to determine possibility of use as thermoluminescence (TL) dosimetric material in line with these studies. For this purpose, thermoluminescence and cathodoluminescence (CL) methods were used to determine luminescence properties. In order to determine the structural properties of the synthesized phosphors, XRD, ESEM and EDS measurements were studied. It was determined from XRD analysis that all of the phosphors were in the cubic crystal phase. Although inhomogeneous situations has been observed from the ESEM images due to the agglomeration between the particles, it was observed that the doping ions were well integrated into the crystal structure. It was determined from EDS analysis that both doping ions incorporated into the structure and no other impurity elements are seen. In order to increase the TL signals of undoped ZnB2O4, the highest TL intensity sensitive to beta radiation as a result of doping was observed at the contribution rates of 2 % Sm3+ and 0.8 % Tm3+, and the dosimetric properties of these materials were investigated in detail.