Effect of Li⁺, Na⁺, and K⁺ Co-Doping on Structural, Morphological and Luminescent Properties of Ce³⁺/Pr³⁺-Activated Lu₃Al₅O₁₂ Garnet powder scintillators

AKHRIB  ,  Zohra; GUERBOUS ,  Lakhdar  Director

Effect of Li⁺, Na⁺, and K⁺ Co-Doping on Structural, Morphological and Luminescent Properties of Ce³⁺/Pr³⁺-Activated Lu₃Al₅O₁₂ Garnet powder scintillators

dc.contributor.author	AKHRIB , Zohra
dc.contributor.author	GUERBOUS , Lakhdar Director
dc.date.accessioned	2026-06-22T10:41:20Z
dc.date.issued	2025
dc.description.abstract	his PhD research investigates the synthesis and the structural, morphological, and optical of Lu₃Al₅O₁₂ (LuAG) garnet-based scintillators, with Ce³⁺ or Pr³⁺, and co-doped with alkali metal ions (Li⁺, Na⁺, and K⁺) using the sol-gel method. Through experimental studies and simulations, the effects of alkali codoping on luminescence efficiency, crystallite size, and defect density were systematically analyzed. Li⁺ co-was particularly effective in reducing crystallite size, enhancing photoluminescence (PL) and (RL), and minimizing trap densities, thereby improving scintillation efficiency and charge transport. Moreover, RL studies revealed faster scintillation compared to single crystals, with no afterglow observed. For LuAG:Pr³⁺, Li⁺ also enhanced emission intensity and decay characteristics, reinforcing its potential for fast scintillation applications. These findings emphasize the importance of defect control and codoping strategies in optimizing garnet-based scintillators, positioning them as promising for advanced radiation detection and optical .
dc.description.sponsorship	Cette recherche doctorale porte sur la synthèse ainsi que sur les propriétés structurales, et des scintillateurs à base de grenat Lu₃Al₅O₁₂ (LuAG), dopés avec Ce³⁺ ou Pr³⁺, et co-dopés avec des ions alcalins (Li⁺, Na⁺ et K⁺), en utilisant la méthode sol-gel. À travers des études expérimentales et des simulations théoriques, l’effet de la co-dopage alcaline sur l’efficacité de la luminescence, la taille des cristallites et la densité des défauts a été analysé de manière systématique. La co-dopage avec Li⁺ s’est révélée particulièrement efficace réduire la taille des cristallites, améliorer la photoluminescence (PL) et la radioluminescence (RL), et minimiser la densité de pièges, ce qui a permis d’améliorer l’efficacité de scintillation et le transport de charge. De plus, les études de RL ont montré une scintillation plus rapide que celle des monocristaux, sans post-luminescence observée. Pour LuAG:Pr³⁺, le Li⁺ a également renforcé l’intensité de l’émission et les caractéristiques de décroissance, confirmant son potentiel pour des applications de scintillation rapide. Ces résultats soulignent l’importance du contrôle des défauts et des stratégies de co-dopage pour optimiser les scintillateurs à base de grenat, les positionnant comme des candidats prometteurs pour la des radiations et les technologies optiques .
dc.identifier.uri	https://repository.univ-setif.dz/handle/123456789/1263
dc.language.iso	en
dc.publisher	Setif 1 University - Ferhat ABBAS , Faculty of Sciences
dc.subject	Scintillators
dc.subject	LuAG:Ce³⁺
dc.subject	LuAG:Pr³⁺
dc.subject	co-doping
dc.subject	sol-gel
dc.subject	XRD
dc.subject	VASP
dc.subject	photoluminescence
dc.subject	radioluminescence
dc.subject	thermally stimulated luminescence (TSL).
dc.title	Effect of Li⁺, Na⁺, and K⁺ Co-Doping on Structural, Morphological and Luminescent Properties of Ce³⁺/Pr³⁺-Activated Lu₃Al₅O₁₂ Garnet powder scintillators
dc.type	Thesis

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