Trapping and emission centres in X-irradiated zircon. III. Influence of trivalent rare-earth impurities

Abstract

The influence of rare-earth (RE) impurities on the thermoluminescence (TL) of ZrSiO4 phosphors is studied by recording the TL curves and TL emission spectra of a number of synthetic ZrSiO4 samples, doped individually with the trivalent elements of the lanthanide series, and X-irradiated at 77 K. It is shown that Dy3+, Tb3+, Gd3+, Eu3+, and Sm3+ are the only activators of TL in ZrSiO4. The RE3+ characteristic TL peaks which appear below 350 K are situated at the same temperatures as the TL peaks related to SiO4–4 host groups or OH− impurity processes and are the result of an energy transfer mechanism from the TL emission resulting of recombination in these centres to the RE3+ emitting centres. L'étude de l'influence des impuretés de terres rares (TR) sur la thermoluminescence (TL) des zircons a été faite sur un certain nombre d'échantillons synthétiques de ZrSiO4 dopés par chacun des éléments trivalents de la série des lanthanides et irradiés par rayons × à 77 K. Seuls Dy3+, Tb3+, Gd3+, Eu3+, et Sm3+ s'avěrent ětre des activateurs de la TL des ZrSiO4. Les pics de TL caractéristiques des TR3+ qui apparaissent en-dessous de 350 K sont situés aux měmes températures que celles des pics de TL interprétés par des mécanismes inhérents aux groupements de réseau SiO4–4 ou aux impuretés OH− et résultent d'un transfert d'énergie de l'émission de TL de ces centres vers la TR3+ émettrice.