Abstract
本論文主要是探討三氧化二釓中攙入不同的稀土族氧化物為次要成份的發 光現象及相關的材料特性。研究的主題包括：(1) 不同添加物 (次要成 份)、 添加物濃度、燒結溫度及晶體結構等因素對發光現象的影響；(2) 影響陶瓷燐光體對紫外輻射靈敏度的因素；(3) 在熱發光中電子捕捉陷井 中心及發光中心的成因；(4) 可能的應用等。所使用的次要成份包括三氧 化二銪，三氧化二鏑及氧化鋱等，對於以三氧化二釔為主體材料加入三氧 化二銪為次要成份的陶瓷燐光體亦為研究的對象。由實驗結果與討論顯示 ，在所研究的所有陶瓷燐光體中以攙有三氧化二銪的三氧化二釓燐光體( Gd2O3:Eu)具有最佳的熱發光效果，同時其熱發光的輝光曲線受到晶體結 構的影響，穩定的高溫峰僅存於立方晶體結構中，此高溫峰具有開發為紫 外輻射劑量計的潛力。攙三氧化二銪的三氧化二釓燐光體的發光中心經由 光發光及熱發光的光譜比較，可以確定為帶有三價正電的銪離子，而燒結 過程中所造成的氧損失所形成的氧空缺，將被正離子所包圍，於此位置有 正電場存在，因此被提出是電子捕獲中心的形成原因。在攙三氧化二銪的 三氧化二釓燐光體及三氧化二釔燐光體 (Y2O3:Eu)中添加氟化鋰作為燒結 促進劑，發覺可以提高其對紫外輻射的靈敏度，在攙有氧化鋅的二氧化 鋯( ZrO2:Zn)中添加氟化鋰，205℃ 高溫峰的靈敏度提高，但 85℃尖峰 對紫外輻射的靈敏度則降低，而在攙有三氧化二鉺的二氧化鋯(ZrO2:Er) 中添加氟化鋰則所有尖峰對紫外輻射的靈敏度都受到壓抑。氟化鋰在這些 燐光體的功能只是改變其發光中心或電子捕獲中心的數目，並未改變其發 光中心或電子捕獲中心的型態。利用在攙三氧化二銪的三氧化二釓燐光體 中的高溫峰做為紫外輻射劑量計，具有以下的優點：在室溫時相當穩定， 消光效應可忽略；對紫外輻射的反應具有良好的再現性；同一樣品不經任 何處理即可重複使用。在實際應用上，已用來量測並計算紫外輻射在水中 的衰減係數，同時此樣品亦有足夠的靈敏度來量測在環境中的背景紫外線 ，如太陽中或燈泡中的紫外線等。