Synthèse et caractérisation des scintillateurs à base des films nanocomposites YPO4 Pr 3+ polymère

Abstract

Des films nanocomposites scintillateurs YPO4/Polystyrène ont été préparés avec succès par la méthode de mélange direct en solution, entre des nanoparticules luminescentes de taille nanométrique et des granulés de polystyrene. Dans un premier temps, la caractérisation structurale et de photoluminescence des nanoparticules d'YPO4 a été détaillée. L'analyse DRX des films nanocomposites YPO4 : Pr3+ (0.1, 2 % at) /PS révèle deux régions de diffraction : une avant 2? =20°, attribuée à la phase amorphe du polystyrène, et l'autre après 2? =20° qui présente plusieurs pics de diffraction attribués à la phase cristalline pure de YPO4. Une amélioration de la cristallinité du polystyrène a été observée lors de l'insertion des nanoparticules de YPO4 : Pr3+ dans les films de polystyrène, cette amélioration est plus prononcée dans le cas du film YPO4 : Pr3+ (2% at) /PS. Le spectre d'émission du film PS sous excitation à 223nm montre une large bande d'émission dans la région UVA (280-400nm). Les spectres d'émission des films nanocomposites montrent le même profil que celui du film PS, cependant une diminution de l'intensité de la luminescence a été observée. Cette diminution est plus prononcée dans le cas du film YPO4:Pr3+ (2% at)/PS, ainsi le phénomène d'extinction de l'intensité est causé par les nanoparticules YPO4:Pr3+. YPO4/Polysterene scintillator nanocomposite films were successfully prepared through the direct mixing in solution method, between luminescent nanoparticles of nanometric size and polysterene granules. First, the structural and photoluminescence characterization of YPO4 nanoparticles was given in detail. The XRD analysis of the YPO4: Pr3+ (0.1, 2 % at) /PS nanocomposite films reveal two diffraction regions: one before 2?=20°, attributed to the amorphous phase of the polystyrene, and other after 2?=20° which presents several diffraction peaks attributed to the pure crystalline phase of YPO4. An improvement in the crystallinity of PS was observed during the insertion of the nanoparticles of YPO4: Pr3+ in the polystyrene films, this improvement is more pronounced in the case of the YPO4: Pr3+ (2% at) /PS film. The emission spectrum of the polystyrene film under excitation at 223nm shows a broad emission band in the UVA region (280-400nm). The emission spectra of the nanocomposite films show the same profile as that of the PS film, however a decrease in the intensity of the luminescence was observed. This decrease is more pronounced in the case of the YPO4:Pr3+ (2% at)/PS film, thus the intensity quenching phenomenon is caused by the YPO4:Pr3+ nanoparticles