Masterthesis - Afterglow vs Thermoluminescentie

Afterglow vs Thermoluminescentie
Promotor: Philippe Smet, Dirk Poelman
Begeleiding: Jonas Botterman
Probleemstelling:
Een aantal luminescente materialen (ook wel fosforen genoemd) vertonen de eigenschap dat ze licht
kunnen uitsturen tot uren nadat de excitatie gestopt is. We duiden dit fenomeen aan met persistente
of langdurende luminescentie. Deze materialen worden toegepast in veiligheidssignalisatie (bvb voor
het aanduiden van nooduitgangen), voor gadgets (glow-in-the-dark verf, sterren, schoenen,
fietsen,…) en voor in vivo beeldvorming. Een probleem bij het onderzoek naar deze materialen is dat
het nalichten van deze materialen – de afterglow – wel bijzonder lang kan duren, tot enkele dagen.
Bijgevolg is het onderzoek naar de omstandigheden die het nalichtgedrag beïnvloeden bijzonder
tijdrovend. Daarom wordt er vaak gebruik gemaakt van thermoluminescentie (TL). Hierbij wordt het
materiaal na de belichting gelijkmatig opgewarmd, waarbij ondertussen de lichtemissie gemeten
wordt. Het nalichtgedrag is immers een thermisch geactiveerd proces, bepaald door de diepte van de
vallen in het materiaal. Door opwarming wordt het nalichtgedrag versneld, omdat de energiebarrière
gemakkelijker overwonnen wordt. Eén van de belangrijke problemen hierbij is dat afterglowcurves
niet rechttoerechtaan uit de TL curves kunnen afgeleid worden. Hoewel TL spectroscopie courant
gebruikt wordt, is er nog nauwelijks onderzoek verricht naar de samenhang tussen afterglow en TL.
Doelstelling:
Om deze samenhang tussen afterglow en TL te onderzoeken, wordt er gestreden op twee terreinen.
Ten eerste zullen een aantal benchmark persistente fosforen geselecteerd worden (of zelf
gesynthetiseerd door de student) en worden zowel afterglow als TL curves bepaald, na identieke
excitatieomstandigheden (golflengte, temperatuur, duur). Aangezien er voor beide type metingen
een aantal belangrijke parameters zijn, zoals temperatuur tijdens de afterglow en de
opwarmsnelheid voor TL, zullen deze parameters goed afgelijnd moeten worden. Vervolgens worden
de TL curves geanalyseerd met verschillende beschikbare modellen (meerdere discrete traps of
trapdistributie, met of zonder tunneling en retrapping) om zo te komen tot één of meerdere
onderliggende trapdistributies. Op basis hiervan wordt dan gesimuleerd tot welke afterglowcurves
deze distributies aanleiding geven, en of deze in overeenstemming zijn met de experimentele curves.
Dit thesisonderwerp bevat dus een mix van experimenteel werk (fosforkarakterisering,
spectroscopische technieken), simulatie (met behulp van eigen geschreven of beschikbare software)
en modellering (zowel numeriek als analytisch). Afhankelijk van de interesse van de student kan het
accent hierin verschuiven.
Locatie: De Sterre, gebouw S1
Website: http://lumilab.ugent.be