Abstract
本篇論文探討二氧化鋯的發光行為和與其相關的材料性質o 二氧化鋯被觀察到有熱激發發光,光激發發光和電子激發發光現像o不論經由遠,中或者是近範圍紫外線的照射,燒結過的二氧化鋯都可產生熱激發發光o從探討劑量學的性質,如:輝光曲線,消光現像,可量測劑量範圍和回火溫度的選取顯示二氧化鋯可作為廣範圍紫外線的劑量計o從劑量學的觀點考量,為得到高熱激發發光敏感度,燒結二氧化鋯過程中重要的燒結參數如:燒結溫度,加熱率和燒結時間經過有系統實驗與討論,得出以下這組最佳燒結條件:燒結溫度=1100C,加熱率=1100C/小時,燒結時間= 7小時o經由多種燒結過程燒結過的二氧化鋯,其顯微結構利用X光繞射儀和掃瞄式電子顯微鏡加以研究o連結二氧化鋯的顯微結構和熱激發發光敏感度之實驗結果,提出兩點結論:一.二氧化鋯的熱激發發光敏感度與二氧化鋯在單斜相(monoclinicphase)的結晶程度有密切的關析o二.對應到二氧化鋯輝光曲線上235C光峰的電子捕獲中心是由兩單斜相的晶面(1 2 2)和(2 2 0)產生的複合晶面所構成o在高真空不鏽鋼系統中,使用一個低能量電子源產生電子打到二氧化鋯的表面,在面上可觀察到因電子激發而產生的綠光o由氮氣雷射和一套雙光柵光譜儀觀察二氧化鋯光激發發光的現像o從實驗中發現二氧化鋯的最高熱激發發光敏感度和光激發發光敏感度並不是對應到同一個燒結溫度;而且經由熱激發發光敏感度和光激發發光敏感度的比較,推論出二氧化鋯的熱激發發光過程當中包含有兩組發光中心o二氧化鋯的三組電子捕獲中心在頻帶結構中(band structure)的位置用起始上升(initial rise)法和熱清除(thermal cleaning )技術求出;二氧化鋯的頻帶帶隙(band gap)經由實驗與討論得出為 4.1電子伏特而不是早期別人所報導的4.9電子伏特o熱轉換熱激發發光行為在本文中提出並加以解釋o使用組合了雷射蒸鍍和離子披覆兩種鍍膜技術的方法,製作出非晶(amorphous)系的二氧化鋯薄膜 o從比較片狀和薄膜型態的二氧化鋯輝光曲線,提出二氧化鋯從多晶(polycrystal)轉變到非晶系時,它的電子捕獲中心有重新組合的行為產生o未來在二氧化鋯的發光行為研究建議可朝向紫外線劑量計,紫外線指示器,螢光幕的螢光粉等方面之應用o