Abstract
本論文探討攙有不同雜質的二氧化鋯以不同溫度燒結後，光子引發發光及熱引發發光現象。探討對象包括：光子引發發光及熱引發發光的發光效率及發光光譜，樣品晶體結構，電子捕捉陷阱中心及發光中心的成因。所用到的雜質中屬於稀土族金屬氧化物的有Er2O3,Nd2O3和Yb2O3屬於過渡金屬氧化物的有ZnO 和Y2O3。非屬於過渡金屬氧化物也不屬於稀土族金屬氧化物的MgO 是用來做比對用的。實驗結果顯示：當ZrO2攙雜質ZnO 和Y2O3且以一千一百度燒結後，當雜質濃度在20% 以下時，光子引發發光效率隨雜質濃度增加而增加。當ZrO2攙雜質Er2O3,Nd2O3和Yb2O3且以一千一百度燒結後，對這些稀土金屬氧化物來說，當雜質濃度取在1% 時，可得到最好的光子引發發光效率。當攙有20% ZnO 的ZrO2以一千一百度燒結後，可得到最好的光子引發發光效率。當攙有1% Nd2O3以一千一百度燒結後，尖峰溫度在205℃的熱發光輝光尖峰最適於用來做紫外光熱發光劑量計，因為在所有熱發光尖峰中其為最靈敏及最穩定的熱發光輝光尖峰。 同時發現一新的熱發光輝光尖峰，尖峰溫度在135℃,這個尖峰消光速度比90℃熱發光輝光尖峰來得慢。所以使用135℃熱發光輝光尖峰當做熱發光劑量計比用90 ℃熱發光輝尖峰要好。 用新的方法研製出薄膜。這種薄膜不僅可用來當作熱發光劑量計還可用來校正有厚度的樣品於熱發光量測時因熱傳導問題所產生尖峰溫度位移的現象。 由掃描式電子顯微鏡(SEM)，X 光繞射分析儀(XRD)，紫外光及可見光吸收光譜加以分析研究。研究結果推論出 (1) 引發90 ℃、135℃熱發光輝光尖峰的電子捕捉陷阱是由一個氧原子空缺及一個鋯離子所形成。引發210 ℃熱發光輝光尖峰是由一個鋯離子和一個複合缺陷所形成。此複合缺陷是由一個氧原子空缺及一個鋯離子所形成。(2) 發光中心是由一個鈦離子在一個氧原子空缺所形成。此鈦離子周圍氧原子配位需是七個不對稱的單斜相結構配位。 同時提出修正理論模型H-He+2來計算ZrO2深陷阱的電子捕捉陷阱深度(活化能)。由此理論模型推算的電子捕捉陷阱深度和由實驗所推算出的值相符。