Abstract

ORTIZ-MORALES, A.; GARCIA-HIPOLITO, M.; CRUZ-ZARAGOZA, E.  and  GOMEZ-AGUILAR, R.. Caracterización y estudio termoluminiscente de ZnO sin dopar y ZnO dopado con Tb sintetizados por el método de rocío pirolítico. Nova scientia [online]. 2021, vol.13, n.27, 00001.  Epub Feb 21, 2022. ISSN 2007-0705.  https://doi.org/10.21640/ns.v13i27.2877.

Se prepararon micro fósforos termoluminiscentes (TL) de ZnO no dopado y ZnO dopado con Tb usando el método de rocío pirolítico, mostrando alta resistencia a campos de radiación gamma. La microscopía electrónica de barrido exhibe varillas cristalinas con morfología hexagonal (0,1-0,4 µm de diámetro y aproximadamente 1 µm de longitud). El espectro de la dispersión Raman revela una forma de würtzita. El espectro fotoluminiscente (FL) de las películas de óxido de zinc irradiadas indica la generación de defectos producidos por la irradiación gamma, que resulta en un aumento de la probabilidad de recombinación del electrón hueco-excitón. El espectro fotoluminiscente muestra las bandas de emisión 5D4-7Fj = 6,5,4,3 estas transiciones son atribuidas al dopante Tb3+ en este fósforo. Los patrones de difracción de rayos X para ambas películas (ZnO sin dopar y ZnO dopado con Tb) son típicos de la estructura cristalina de óxido de zinc, sin un efecto notable sobre los iones Tb. Las propiedades dosimétricas, para ambas muestras, muestran una señal de desvanecimiento termoluminiscente baja y una reproducibilidad de la intensidad termoluminiscente para ZnO sin dopar y ZnO dopado con Tb de 29 y 57%, respectivamente. Los parámetros cinéticos; energía de activación E, factor de frecuencia s y Rm, se obtuvieron mediante la Deconvolución Computarizada de la Curva de brillo (DCCB) asumiendo un modelo cinético de orden mixto (MCOM). Los resultados muestran que el MCOM describió bien las curvas de brillo de las películas de óxido de zinc. Los efectos de la velocidad de calentamiento produjeron una ampliación del pico de brillo ubicado a 420 K. Para propósitos como detector de radiación, se obtuvo el número atómico efectivo (Zeff): 27.74 y 56.47 para la muestra de ZnO sin dopar y ZnO dopado con Tb, respectivamente. Las muestras se expusieron a radiación gamma en un amplio intervalo de dosis de 0.25 a 20 kGy. Las propiedades TL de las muestras de ZnO sin dopar y de ZnO dopado con Tb muestran que estos materiales podrían usarse para detectar altas dosis en un campo de radiación gamma.

Keywords : efectos de la radiación ionizante; termoluminiscencia; parámetros cinéticos; micro-material; microscopía electrónica de barrido; dispersión Raman; fotoluminiscencia; difracción de rayos X; deconvolución de curvas de brillo; detector de radiación.