俞平胜1* ，苏良碧2，徐军2

( 1. 盐城工学院材料工程学院，江苏盐城224051;

2. 中国科学院上海硅酸盐研究所透明与光功能无机材料重点实验室，上海201800)

1 引 言

Bi4Ge3O12(BGO)是一种性能优良的闪烁晶体，在高能粒子或高能射线激发下能发出峰值位于480 nm处的绿色荧光［1-2］。1965年，Nitsche［3］制出了第一根BGO单晶，并研究了其光电性能。1973年，Weber等［4］在探索新的闪烁材料时第一次发现了BGO晶体的闪烁性能，并测量了BGO的激发谱和发射谱，预言BGO将成为一种新型的闪烁晶体。后来有学者在研究BGO对α射线和γ射线响应时，发现BGO的闪烁能力与γ射线能量E成线性关系，这奠定了BGO晶体作为闪烁体应用的基础［5］。BGO晶体现已成功地用于空间γ射线探测器、电子能谱仪、电磁量能器、核燃料扫描仪、地质勘探等方面。Bi4Ge3O12晶体属于立方晶系六四面体体心结构，晶胞内包含4个Bi4Ge3O12分子，Bi离子处于6个GeO4四面体所形成的空隙中，分享6个GeO4四面体顶角的O原子形成变形的八面体结构［6-7］。BGO晶体的可见发光归因于Bi3+［4］，其辐射跃迁可表示为:3P0，1，2+1P1→1S0。Bi离子还经常作为发光离子掺入到其他基体材料中［8-11］。有研究者把一些三价阳离子(如Al3+、B3+等)掺加到Bi2O3-GeO2和GeO2玻璃中，并发现了近红外发光［12-13］，但认为该近红外发光依然属于Bi离子。近年来，近红外发光及器件正成为研究的热点［14-15］。

若掺加不同价态的阳离子和阴离子到BGO晶体中，在BGO中替代某种离子而形成缺陷，将可能出现新的发光。本文用提拉法生长了Mg2+、Ca2+掺杂的BGO晶体，用坩埚下降法生长了Cl-掺杂的BGO晶体，对它们的吸收、可见及近红外发光进行了测试。……