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2025 article

Czochralski Growth and Characterization of a Compositionally Complex Rare Earth Aluminum Garnet Scintillator: (Gd 1/4 Y 1/4 Tb 1/4 Lu 1/4 ) 3 Al 5 O 12 :Ce

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Rattachement africain : in, us. Niveau de preuve : code pays fourni par la source.

Le résumé fourni par la source

Compositionally complex oxides have garnered increasing interest for their enhanced phase stability and tunable functional properties, yet their development as bulk single crystal scintillators remains limited. Herein, we report the Czochralski growth and characterization of (Gd 1/4 Y 1/4 Tb 1/4 Lu 1/4 ) 3 Al 5 O 12:Ce (GYTLAG), a compositionally complex garnet incorporating four dodecahedrally coordinated principal rare earth elements. The garnet phase was confirmed by powder and single crystal X-ray diffraction, and macroscopic defects are described. X-ray absorption near-edge structure measurements confirm the 3+ oxidation state of all rare earths and support their occupation of the same crystallographic site; white line intensity variations correlate with the anticipated segregation behavior. Elemental segregation is quantified by SEM/EDS and ICP-OES, and a linear trend was established between the segregation coefficient and the difference between each rare earth’s ionic radius ( r ) and the average ionic radius ( AIR ) of the dodecahedral site. This trend offers a predictive framework for compositional control in future REAG crystals grown by the Czochralski method. Photoluminescence and radioluminescence measurements reveal both Ce 3+ and Tb 3+ emission. Scintillation pulses exhibit four-component decay with dominant ∼230 μs and ∼1.2 ms components, and the light yield is estimated to be up to 43,000 ph/MeV under 137 Cs γ-ray excitation. GYTLAG also demonstrates a strong radioluminescence efficiency and 50% lower afterglow at 20 ms compared to a LuAG:Ce reference, underscoring its promise for scintillator applications.

Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.

Le contrôle bibliographique ouvert

DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé, mais le titre doit être comparé manuellement.

Titre Crossref
Czochralski Growth and Characterization of a Compositionally Complex Rare Earth Aluminum Garnet Scintillator: (Gd <sub>1/4</sub> Y <sub>1/4</sub> Tb <sub>1/4</sub> Lu <sub>1/4</sub> ) <sub>3</sub> Al <sub>5</sub> O <sub>12</sub> :Ce
Date Crossref
06/11/2025
Éditeur
American Chemical Society (ACS)
Type
journal-article

Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude, et il ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.

Les institutions déclarées

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