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Ho3+ codoping of GGAG:Ce: a detailed analysis of acceleration of scintillation response and scintillation efficiency loss
RSC Advances ( IF 3.9 ) Pub Date : 2024-07-22 , DOI: 10.1039/d4ra02866j Juraj Páterek 1, 2 , Pavel Boháček 1 , Bohumil Trunda 1 , Vladimir Babin 1 , Richard Švejkar 2 , Karel Jurek 1 , Jan Rohlíček 1 , Martin Nikl 1
RSC Advances ( IF 3.9 ) Pub Date : 2024-07-22 , DOI: 10.1039/d4ra02866j Juraj Páterek 1, 2 , Pavel Boháček 1 , Bohumil Trunda 1 , Vladimir Babin 1 , Richard Švejkar 2 , Karel Jurek 1 , Jan Rohlíček 1 , Martin Nikl 1
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In this study, we investigate the effects of Ho3+ codoping on the luminescence and scintillation properties of GGAG:Ce, with a particular focus on timing properties and scintillator efficiency. The research reveals that Ho3+ codoping and subsequent resonant energy transfer from Ce3+ to Ho3+ can significantly reduce the 5d1 excited state decay time of Ce3+ and shorten scintillation pulses of GGAG:Ce registered by using photomultipliers, although this reduces scintillator efficiency as well. The study presents a detailed analysis of the loss of scintillator efficiency due to Ho3+ codoping, identifying the most significant loss pathways and estimating their impact. The findings suggest that Ho3+ codoping is an effective method for accelerating the scintillation response of GGAG:Ce. Furthermore, the study presents a high level of consistency of the Ce3+ kinetics with the Inokuti–Hirayama model and with results obtained in the previous studies on similar systems, demonstrating the predictability of the effect of RE3+ codoping on scintillator properties.
中文翻译：
GGAG:Ce 的 Ho3+ 共掺杂：闪烁响应加速和闪烁效率损失的详细分析
在本研究中，我们研究了 Ho 3+共掺杂对 GGAG:Ce 的发光和闪烁特性的影响，特别关注定时特性和闪烁体效率。研究表明，Ho 3+共掺杂以及随后从 Ce 3+到 Ho 3+的共振能量转移可以显着缩短 Ce 3+的 5d 1激发态衰减时间，并缩短使用光电倍增管记录的 GGAG:Ce 闪烁脉冲。也会降低闪烁体效率。该研究详细分析了 Ho 3+共掺杂导致的闪烁体效率损失，确定了最重要的损失途径并估计了其影响。研究结果表明Ho 3+共掺杂是加速GGAG:Ce闪烁响应的有效方法。此外，该研究提出了 Ce 3+动力学与 Inokuti-Hirayama 模型以及之前类似系统研究中获得的结果的高度一致性，证明了 RE 3+共掺杂对闪烁体性能影响的可预测性。
更新日期：2024-07-22
中文翻译：
GGAG:Ce 的 Ho3+ 共掺杂：闪烁响应加速和闪烁效率损失的详细分析
在本研究中，我们研究了 Ho 3+共掺杂对 GGAG:Ce 的发光和闪烁特性的影响，特别关注定时特性和闪烁体效率。研究表明，Ho 3+共掺杂以及随后从 Ce 3+到 Ho 3+的共振能量转移可以显着缩短 Ce 3+的 5d 1激发态衰减时间，并缩短使用光电倍增管记录的 GGAG:Ce 闪烁脉冲。也会降低闪烁体效率。该研究详细分析了 Ho 3+共掺杂导致的闪烁体效率损失，确定了最重要的损失途径并估计了其影响。研究结果表明Ho 3+共掺杂是加速GGAG:Ce闪烁响应的有效方法。此外，该研究提出了 Ce 3+动力学与 Inokuti-Hirayama 模型以及之前类似系统研究中获得的结果的高度一致性，证明了 RE 3+共掺杂对闪烁体性能影响的可预测性。
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