Nadir toprak elementi katkılı stronsiyum (itriyum, gadolinyum) borat fosforların sentezi ve lüminesans özelliklerinin incelenmesi
Synthesis and investigation of luminescence characterization of rare earth doped strontium (yttrium and gadolinium) borate phosphors
Yazar: MERVE ÖZKARADEMİR
Danışman: DOÇ. DR. ARZU EGE
Celal Bayar Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı / Genel Fizik Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering

Özet:
Tez çalışmasında katkısız stronsiyum gadolinyum borat (Sr3Gd2(BO3)4), disprosyum (Dy) katkılı stronsiyum gadolinyum borat (Sr3Gd2(BO3)4:Dy),  disprosyum (Dy) katkılı stronsiyum itriyum borat (Sr3Y2(BO3)4:Dy), lityum katkılı stronsiyum gadolinyum borat (Sr3Gd2(BO3)4:Li), bakır katkılı stronsiyum gadolinyum borat (Sr3Gd2(BO3)4:Cu), sodyum katkılı stronsiyum gadolinyum borat (Sr3Gd2(BO3)4:Na) ve disprosyum (Dy) ve lityum (Li) katkılı  stronsiyum gadolinyum borat (Sr3Gd2(BO3)4:Dy,Li), disprosyum (Dy) ve sodyum (Na) katkılı  stronsiyum gadolinyum borat (Sr3Gd2(BO3)4:Dy,Na) ve disprosyum (Dy) ve bakır (Cu) katkılı  stronsiyum gadolinyum borat (Sr3Gd2(BO3)4:Dy,Cu)  fosforları geleneksel katıhal metodu ile sentezlenmiştir. Tüm fosfor malzemelerin sentezlerinin başarıya ulaşıp ulaşmadıklarının belirlenmesi için X-ışını kırınım analizleri yapılmıştır. Sentezlenen fosfor örneklerin radyolüminesans spektrumları incelenmiştir. Nadir toprak iyonu ile katkılı fosfor örneklerin lüminesans spektrumlarında, özellikle katkılandırılan nadir toprak iyonunun belirgin elektronik geçişleri gözlemlenmiştir. Radyolüminesans sonuçları 4F9/26Hj (j=9/2, 11/2, 13/2 ve 15/2) baskın geçişlerine karşılık gelen emisyonlarını göstermiştir. Keskin emisyon özelikleri bu fosfor malzemelerin nadir toprak iyonu katkılı fosfor örnekler için iyi bir ev sahibi malzeme olduğunu göstermektedir. Çalışmada sentezlenen fosforların morötesi (UV) ve beta ışınlamasının ardından termolüminesans (TL) özellikleri incelenmiştir. Fosfor malzemelerinin radyasyon doz ölçümü alanında potansiyellerini belirleyebilmek için malzemelerin termolüminesans (TL) ışıma eğrileri alınmıştır. UV ışınlamasının ardından elde edilen TL sonuçları, disprosyum (Dy) katkılı stronsiyum gadolinyum borat (Sr3Gd2(BO3)4: Dy) fosfor malzemesinin gelecek vaat eden bir TL dozimetre olduğunu göstermektedir. Bu nedenle bu fosforun TL kinetik parametreleri ve doz cevabı, kararlılık ve sönümle karakteristikleri araştırılmıştır.

Abstract:
Undoped strontium gadolinium borate (Sr3Gd2(BO3)4), dysprosium (Dy) doped strontium yttrium borate (Sr3Y2(BO3)4:Dy) dysprosium, (Dy) doped strontium gadolinium borate (Sr3Gd2(BO3)4:Dy), lithium doped strontium gadolinium borate (Sr3Gd2(BO3)4: Li), copper doped strontium gadolinium borate (Sr3Gd2(BO3)4:Cu) and sodium doped strontium gadolinium borate (Sr3Gd2(BO3)4:Na) as a co-doped  dysprosium (Dy) and lithium (Li) doped strontium gadolinium borate (Sr3Gd2(BO3)4:Dy,Li), dysprosium (Dy) and sodium (Na) doped strontium gadolinium borate (Sr3Gd2(BO3)4:Dy,Na) and dysprosium (Dy) and copper (Cu) doped strontium gadolinium borate (Sr3Gd2(BO3)4:Dy,Cu)  phosphors were synthesized by conventional solid state method. The X-ray diffraction analysis of all phosphors materials were done in order to determine the success of synthesizes. Radioluminescence spectra of all synthesized phosphorous materials were investigated. Prominent electronic transitions corresponding to doped rare earth ions were observed in the luminescence spectrum of the synthesized phosphors doped with rare earth ion. The radioluminescence (RL) measurements shows that the series of the emissions with dominating transitions at 4F9/26Hj (j=9/2, 11/2, 13/2 and 15/2). The sharp emission properties show that these phosphors are suitable host for rare-earth ion doped phosphor material. In this study, the thermoluminescence (TL) properties of synthesized phosphors were investigated after ultraviolet (UV) and beta irradiation. Thermoluminescence (TL) glow curves of the materials were measured in order to assess their potential in the field of radiation dosimetry. TL kinetic parameters, dose response, stability and fading characteristics of dysprosium (Dy) doped strontium gadolinium borate (Sr3Gd2(BO3)4: Dy) phosphor were examined since TL results of the phosphor revealed that is a promising TL dosimeter.