【摘 要】
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锗酸铋(Bi4Ge3O12,简称BGO)晶体是著名的闪烁晶体,具有密度大、光输出高、抗辐照能力强的特点。硅酸铋(Bi4Si3O12,简称BSO)晶体是一种具有闪铋矿结构的快闪烁材料,其衰减时间只有BGO晶体的三分之一,被认为是双读出量能器的最佳选择。BGO和BSO可以完全互溶,形成一类新的闪烁材料——硅锗酸铋（简称BGSO）。本工作采用坩埚下降法生长了不同硅锗比的BGSO晶体,研究了晶体的密度、结
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锗酸铋(Bi4Ge3O12,简称BGO)晶体是著名的闪烁晶体,具有密度大、光输出高、抗辐照能力强的特点。硅酸铋(Bi4Si3O12,简称BSO)晶体是一种具有闪铋矿结构的快闪烁材料,其衰减时间只有BGO晶体的三分之一,被认为是双读出量能器的最佳选择。BGO和BSO可以完全互溶,形成一类新的闪烁材料——硅锗酸铋（简称BGSO）。本工作采用坩埚下降法生长了不同硅锗比的BGSO晶体,研究了晶体的密度、结构、透射光谱、X射线激发谱、闪烁性能等,初步计算了80at%Ge含量的BGSO晶体的能带结构。研究了不同硅锗比BGSO晶体的透射光谱。结果表明,BGSO晶体的透过率最高达到了73%,最低不到60%。晶体透过率不仅反映晶体生长的质量,也与晶体的组成有一定的关系。BGSO晶体透过率有随Ge含量的增加而增加的趋势,说明随Ge含量增加晶体的结晶习性更趋近于BGO晶体,晶体质量有所提高。研究了BGSO晶体的闪烁性能随Ge含量的变化规律。随着Ge含量的增加,晶体的光输出存在先降低、再升高的变化趋势。纯BSO晶体光输出约为BGO的21%,但是Bi4(Ge0.4Si0.6)3O12不到BGO的10%,而Bi4(Ge0.9Si0.1)3O12达到BGO的45.9%。靠近BSO、BGO两侧的BGSO晶体的闪烁性能更倾向于主成分的发光特性。采用第一性原理计算了Bi4Ge2.4Si0.6O12的能带结构,发现Bi4Ge2.4Si0.6O12晶体的导带底和价带顶的位置在布里渊区的不同K空间,属于间接带隙,计算值为3.663 e V,介于BSO（3.04 e V）和BGO（3.94 e V）之间。
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