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$^{137}$ Cs 감마선 여기에 의한 이온 주입된 $Al_2$O$_3$의 열자극 발광
$^{137}$ Cs Gamma Ray Induced Thermoluminescence from ion Implanted $Al_2$O$_3$

김태규    (전주교육대학교 과학교육과   ); 이병용    (울산대학교 의과대학 치료방사선과학교실   ); 김성규    (영남대학교 의과대학 치료방사선과학교실   ); 박영우    (연세대학교 원주의과대학 기초과학교실   ); 추성실    (연세대학교 의과대학 치료방사선과학교실  );
  • 초록

    $Na^{+}$ 이온을 주입시킨 후, $^{17}$ Cs 감마선으로 조사된 $Al_2$ O $_3$ 및, $Na^{+}$ 이 주입된 $Al_2$ O $_3$ 의 열자극 발광을 340K~620K의 온도 구간에서 측정하였다. $Na^{+}$ 이온을 주입시킨 후, $^{137}$ Cs 감마선으로 조사된 $Al_2$ O $_3$ 의 열자극 발광 곡선은 415K, 452K, 508K, 및 568K에서 TL peak를 가지는 곡선으로 분해되었다. $Na^{+}$ 이온 주입 후 $^{137}$ Cs 감마선 조사된 $Al_2$ O $_3$ 는, $Na^{+}$ 이온만 주입된 $Al_2$ O $_3$ 와 $^{137}$ Cs 감마선 만 조사된 $Al_2$ O $_3$ 보다 각각 defect traps에 구속된 전하운반체의 밀도와 defect traps의 밀도가 증강되었기 때문에, $Na^{+}$ 이온 주입 후 $^{137}$ Cs 감마선 조사된 $Al_2$ O $_3$ 보다 각각 20배, 5배 증가되었다. 주입 이온 선량과 에너지의 증가는 defect trap 밀도의 증가를 초래함으로, 이온 주입된 시료의 열자극 발광 세기는 이온의 선량과 에너지에 의존함을 알았다. 입사 이온의 질량이 증가함에 따라 열자극 발광 세기는 기하급수적으로 급격히 감소하였고, 이것은 열자극 발광 세기가 결함 생성률 뿐만 아니라, 이온의 주입 깊이에도 밀접한 관계가 있음을 보여주었다.


    $^137$Cs gamma ray induced thermoluminescenc(TL) from Na $^+$ ion implanted Al $_2$ O $_3$ and unimplanted Al $_2$ O $_3$ and the TL from Na $^+$ ion implanted Al $_2$ O $_3$ are measured over the temperature range of 340K~620K. The TL curve of Na $^+$ ion implanted Al $_2$ O $_3$ induced by $^137$Cs gamma ray is split into iolated TL peak located at 415K, 452K, 508K, and 568K. Because that the concentration of trapped char he carries of $^137$Cs gamma ray induced Al $_2$ O $_3$ implanted with Na $^+$ ion is larger than that of Na $^+$ ion only implanted Al $_2$ O $_3$ , and the trap concentration of Na $^+$ ion implanted Al $_2$ O $_3$ is much than that of $^137$Cs gamma ray only irradiated Al $_2$ O $_3$ , the TL intensity of Na $^+$ ion implanted Al $_2$ O $_3$ induced by $^137$Cs gamma ray is about 20 times and 5 times higher than that of Al $_2$ O $_3$ only implanted with Na $^+$ ion and Al $_2$ O $_3$ only irradiated with $^137$Cs gamma ray, respectively. In proportion as ion implantation does and energy are incresed, the number of generated defects and the rate of defect creation are incresed, respectively. Therefore the TL intensity of ion implanted Al $_2$ O $_3$ is depend on ion dose and energy. Acccrding to increse of incident ion mass, the TL intensity of ion implanted Al $_2$ O $_3$ is abruptly decresce. This result showes that the TL intensity of ion implanted Al $_2$ O $_3$ is closely related to ion depth range as wll as rate of defect creatin. The TL intensity of ion implanted Al $_2$ O $_3$ is found to be related with defects generated by ion implantation. Table Caption


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    1. 1992 "X-선 조사된 Beta-eucryptite의 열자극 발광" 의학물리 = Korean journal of medical physics 3 (1): 9~18    
    2. 1992 "$^{137}$ Cs으로 조사된 베타-유크립타이트의 열자극발광 특성" 의학물리 = Korean journal of medical physics 3 (2): 23~31    
    3. 1993 "감마선 조사된 $\alpha$-$Al_2$$O_3$의 열자극에 관한 수치해석적인 분석" 의학물리 = Korean journal of medical physics 4 (2): 49~58    
    4. 1994 "$Li^{+}$ 이온 주입된 $Al_2O_3$의 결함 특성" 의학물리 = Korean journal of medical physics 5 (2): 13~20    
    5. 2001 "화학증착된 다이어몬드 박막의 파장 분해된 열자극발광" 의학물리 = Korean journal of medical physics 12 (1): 1~8    
    6. 2005 "자외선 조사된 Magnesium Aluminum Spinel의 Supralinearity" 의학물리 = Korean journal of medical physics 16 (4): 202~206    
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