75 热释光和光释光
热释光_实验报告
一、实验目的1. 了解热释光剂量仪的工作原理，并掌握热释光剂量仪的正确使用方法。
2. 了解照射距离和屏蔽材料对测定射线照射量的影响，并掌握外照射防护的基本原则。
3. 通过实验，掌握热释光剂量法的测量原理和方法。
二、实验原理热释光剂量法（Thermoluminescence Dosimetry，简称TLD）是一种利用固体材料在受到电离辐射照射后，其内部缺陷中心捕获的电荷载流子随时间积累，并在加热过程中以光的形式释放出来的原理，来测定辐射剂量的方法。
TLD法具有组织等效性好、灵敏度高、线性范围宽、能量响应好、可测较长时间内的累积剂量、性能稳定、使用方便等优点，在辐射防护测量，特别是个人剂量监测中有着广泛的应用。
热释光剂量仪的基本工作原理是：经辐照后的待测组件由仪器内的电热片或热气等加热，待测组件加热后所发出的光，通过光路系统滤光、反射、聚焦后，通过光电倍增管转换成电信号。
输出显示可用率表指示出发光峰的高度（峰高法）或以数字显示出电荷积分值（光和法），最后再换算出待测组件所接受到的照射量。
三、实验内容1. 测量LiF组件的发光曲线，选择加热程序。
2. 校准热释光剂量仪。
3. 用光和法测量不同照射距离上的照射量。
4. 根据对减弱照射量的要求，选择铅屏蔽体的厚度。
四、实验步骤1. 准备工作：将待测LiF组件置于实验室内，用辐射源进行照射，照射剂量分别为0、10、20、30、40、50、60、70、80、90、100 Gy。
2. 发光曲线测量：将辐照后的LiF组件放入热释光剂量仪，选择合适的加热程序，测量发光曲线，并记录数据。
3. 校准热释光剂量仪：根据标准剂量值，对热释光剂量仪进行校准，确保测量结果的准确性。
4. 照射量测量：在实验室内，将LiF组件放置在不同照射距离处，用辐射源进行照射，照射剂量分别为0、10、20、30、40、50、60、70、80、90、100 Gy。
用光和法测量不同照射距离上的照射量，并记录数据。
热释光检测原理
热释光检测原理
嘿，朋友！今天咱来聊聊热释光检测原理。
你知道吗，热释光检测就像是一个超级侦探，能帮我们解开很多秘密呢！
比如说，我们有一件古老的瓷器，怎么知道它是真的古老还是现代人仿造的呢？这时候热释光检测就大显身手啦！它能检测出这件瓷器在过去曾经经历过的辐射。
热释光检测的原理其实并不难理解。
就好比我们人会留下记忆一样，那些被检测的物品也会留下它们所经历的各种痕迹。
热释光检测就是能捕捉到这些痕迹的高手！想象一下，一件物品长期处在有辐射的环境中，它就像吸饱了能量的小海绵。
当我们用专门的仪器去激发它时，它就会释放出这些储存的光，这光就是热释光呀！这难道不神奇吗？我的天呐！
再举个例子，一块古老的石头。
我们怎么判断它的年代呢？热释光检测就能给出答案！它能细致地分析出石头所经历的岁月痕迹。
哎呀呀，是不是很厉害！
热释光检测在文物鉴定、地质研究等很多领域都有重要的应用呢。
它就像一把神奇的钥匙，帮助我们打开那些隐藏在时间背后的秘密之门。
所以说
呀，科技的力量真的是太强大了，能让我们看到以前看不到的东西，了解到以前不知道的事情。
总之，热释光检测原理真的超有趣，也超级有用！它让我们可以更深入地探索历史和自然的奥秘，这可真是太棒啦！。
热释光
热释光的测量系统组成
热释光测定装置构成 加热系统－－电热盘 光测量 记录及数据处理系统光电倍增管 热信号为记录仪的x轴，热释光对温度 的反应强度为Ｙ轴
光测量由探测、转换和记录三部分组成
光打到阴极，光子转换成电子（光电材料的 作用）
电子到达阳极，在阳极产生电子脉冲
阳极输出的信号通过脉冲放大器和甄别器把 选择出来的脉冲输入光子率表
在暗室红光中破碎并分选石英单矿物 样品磨至150 目左右 30%氟硅酸(20 mபைடு நூலகம்/g)溶蚀6 d 溶蚀长石颗粒 每个样品制10 片,每片的样品量为4mg 左
右 在暗室中用90Srβ源对样品进行不同剂量
的辐照 辐照完后在暗室中放置4 个星期, 然后进行
释光测定
测定过程
加热速度2K/ s 测定的光波波长范围300 —1000nm , 每
热释光的应用
热释光测年法范围 5000年到50000年 甚至50万年
采集样品
采样前用热释光剂量仪放在取样品的位 置上（几个月到一年）
测出一年的平均辐射剂量
获用闪烁计数器测定取样点的平均辐射 剂量（几分钟即可）
采样用不透光钢筒挤压取样，并密封 保证样品不受高温、各种光线的辐射
样品处理
(TL) – A radiometric dating technique
in which the amount of light energy released
when heating a sample
the amount of light energy is measured as an indicator of the time since it was last heated to a critical temperature
热释光简单介绍
二级动力学发光曲线特征：发光曲线显得更对称， 高温侧宽度略大约低温侧，随n的增加，温峰向低温 移动。如下图
通用级动力学：在实际的发光过程中一级、二级动力学 都不可能存在，May和Partridge给出了如下经验表达式
式中b是动力学的级，不等于1和2，S’=
式中 式。
。 当b=1,2时，通用级回到一级、二级动力学表达
退火行为
退火:将材料缓慢加热到一定温度，保持足够时间， 然后以一定速度冷却的过程。 我们知道,退火可以改变材料的缺陷分布,从而改 变材料的性能。在实际应用中要求TLD材料尽可能 的多次使用，而辐射之后经历的退火能有效的重新 建立缺陷平衡，进而使之能再次使用。不同的退火 温度对陷阱的排空不一样，进而产生不同的发光峰 和灵敏度，此外，冷却速率的不同可以影响缺陷的 存在形式（如聚合体和离子体）和存在状态（如沉 积态和游离态），这些都会影响TL的发光中心和发 光曲线形状。
敏化：吸收辐射剂量后，材料灵敏度增加的现象。
剂量响应曲线
剂量响应：TL强度随吸收剂量的变化。在理想情况 下，TL随吸收剂量D的变化曲线在很大范围内呈线性变 化。但很多实际使用的剂量材料都出现非线性，典型的 情况是随着剂量的增加，先是线性响应，再是超线性响 应，最后在接近饱和时是亚线性响应。如下图：
当然，不管是最大辐射剂量还是最小辐射剂量，都与我 们在实验中使用的检测仪器、分析手段等相关。
衰退
热释光材料辐照后热释光衰减的现象。
一般，放置时间越长，放置温度越高，衰退越严重， 并且低温热释光峰比高温热释光峰衰退更为严重。 造成衰退的原因可能有以下几点：
一：在室温下浅陷阱中俘获的载流子可能在热、光 等作用下从陷阱中逃出。这就要材料在处理、使用、 保存尽可能的避光。 二：由于量子隧道效应造成的与温度无关的衰退。
光释光测年和热释光
光释光测年和热释光
光释光测年和热释光都是利用矿物中储存的放射性同位素的辐射能来确定地质年代的方法。
光释光测年（Optically Stimulated Luminescence，OSL）是通过测量矿物在受到光激发后释放出的光电子的数量来确定矿物的年龄。
在光释光测年中，首先将矿物暴露在自然光或人工光源下，使其吸收能量并储存起来。
然后，将矿物加热到一定温度，使储存的能量以光的形式释放出来。
通过测量释放出的光电子的数量，可以计算出矿物的年龄。
热释光（Thermoluminescence，TL）则是通过测量矿物在受到加热后释放出的光电子的数量来确定矿物的年龄。
在热释光测年中，首先将矿物加热到一定温度，使其储存的能量以光的形式释放出来。
通过测量释放出的光电子的数量，可以计算出矿物的年龄。
光释光测年和热释光测年都可以用于测定沉积物、岩石等地质体的年龄，对于研究地质历史、地质构造、环境变化等具有重要意义。
这两种方法的优点是测量精度高、适用范围广，但也存在一些限制，如需要对矿物进行预处理、对测量环境要求高等。
热释光 光释光
热释光（Thermoluminescence，简称TL）是指物质受热作用后所发出的光。这种现象在一些矿物质、陶瓷、岩石和土壤等物质中很常见，它们在地质学、考古学、天文学等领域中具有重要的应用价值。热释光是指在物质受热时，物质中原先被激发的电子和空穴重新结合，释放出的光子所造成的发光现象。
光释光（Photoluminescence，简称PL）是指物质在受光作用后所发出的光。光释光现象在光电子学、半导体材料、荧光材料、生物医学等领域中有着广泛的应用。与热释光不同的是，光释光是指物质在受光作用下被激发的电子和空穴重新结合，释放出的光子所造成的发光现象。
总之，热释光和光释光都是物质中能量释放的现象，但它们受到的激发方式不同。热释光ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ通过物质受热激发，而光释光是通过物质受光照射激发。
热释光剂量系统
热释光剂量系统
热释光剂量是用来测量电离辐射剂量的一种常用方法，最早是1930年由美国发明家威廉斯（Willis）发明的。
它使用一个称为“热释光器（thermoluminescence dosimeter，TLD）”的装置来测量电离辐射的剂量，它可以被用于钟表、防护服、临床检查和放射治疗等。
热释光（thermoluminescence）是一种物理现象，指当某一种物质放射或照射到一定的温度或温度范围时，会发出可见的蓝色或白色光。
热释光剂量系统包括一个加热装置，用于把物质照射或加热到一定的温度；一个测量装置，用于测量热释光的光谱；一个计算机，用于计算热释光的度，以及一个读取装置，用于读取测量结果。
因为热释光剂量系统可以测量到不同范围内的电离辐射剂量，所以它被广泛应用于放射治疗、核反应、核电站、核设施和其他放射环境中。
热释光剂量系统的工作原理是，先将样品加热到一定的温度，使其发出电离辐射；然后将计算机接入，以读取和记录测量结果；最后，读取装置接入，以计算剂量值。
它还可以被用来测量钟表、防护服、临床检查和放射治疗的剂量。
热释光剂量系统的优点有很多，其中最重要的是，它可以测量不同范围内的电离辐射剂量；它测量精度高，准确性强，重复性好；它操作简单，易于操作和维护；它不受外界磁场干扰；它可以测量到更低的剂量值；它更加经济和环保。
上述是热释光剂量系统的基本原理介绍，它被广泛应用于许多领域，如核反应、核电站、核设施和其他放射环境中，由此可见热释光
剂量系统在临床检查、放射治疗、核安全等领域具有重要的意义。
希望未来热释光剂量系统能发挥更大的作用，同时还希望能有更多新研发成果出现，为人类健康做出更大的贡献。
热释光原理
热释光原理
在天然或人工产生的矿物晶体中，大部分的能量都被吸收掉了，只有少部分被释放出来，形成各种发光的现象。
在矿物晶体中，能发光的部分叫热释光，不能发光的部分叫冷释光。
由于矿物晶体中所含能量与温度有关，所以通过观察热释光现象可以测出矿物晶体内部温度变化，进而测定矿物的年龄。
一般情况下，当石英晶体受到低温、高频率辐射时（如X射线），其晶体内就会产生一些高能电子和正离子，这些电子和正离子在晶体内运动时会释放出光子。
这种光子能被石英晶体吸收并发出辐射，所以石英晶体就能测出辐射的能量。
利用这种方法可以测定各种石英晶体的年龄。
另外，用石英晶体制造的人工宝石，也可用来测定宝石的年龄。
热释光现象是自然界存在的一种发光现象。
自然界中有许多发光矿物，如锆石、磷灰石等。
这些矿物都是天然产生的。
在天然矿物中含有一些能发光的成分如钾、钙、钠、镁、硅、硫等。
当石英晶体受到一定剂量射线照射时，它们就会产生热激发电子和正离子（或氧离子）。
—— 1 —1 —。
热释光鉴别法(3篇)
第1篇摘要：热释光鉴别法是一种基于热激发下物质内部辐射能释放的物理检测方法，广泛应用于考古、地质、环境监测、文物鉴定等领域。
本文将详细介绍热释光鉴别法的原理、应用、优缺点以及在我国的发展现状。
一、引言热释光鉴别法（Thermoluminescence Dating，简称TL dating）是一种利用物质在受热激发下释放出的光子来推断物质年龄的方法。
该技术具有灵敏度高、检测速度快、样品用量少等优点，因此在考古、地质、环境监测等领域具有广泛的应用。
二、热释光鉴别法原理热释光鉴别法的基本原理是：当物质受到辐射（如γ射线、β射线等）照射时，物质内部的原子核或电子被激发，产生缺陷。
这些缺陷在物质冷却过程中逐渐消失，释放出能量，产生光子。
通过测量这些光子的能量和数量，可以推断出物质的年龄。
三、热释光鉴别法应用1. 考古学：热释光鉴别法在考古学中的应用主要包括：（1）年代测定：通过测定考古遗址中的陶器、石器等样品的热释光信号，可以推断出这些文物的年代。
（2）遗址保护：热释光鉴别法可以监测考古遗址中的环境变化，为遗址保护提供科学依据。
2. 地质学：热释光鉴别法在地质学中的应用主要包括：（1）年代测定：通过测定岩石、矿床等样品的热释光信号，可以推断出这些地质事件的时间。
（2）地质构造研究：热释光鉴别法可以监测地质构造运动，为地质构造研究提供数据支持。
3. 环境监测：热释光鉴别法在环境监测中的应用主要包括：（1）放射性污染监测：通过测定土壤、水体等样品的热释光信号，可以监测放射性污染的程度。
（2）环境变迁研究：热释光鉴别法可以监测环境变迁，为环境研究提供数据支持。
4. 文物鉴定：热释光鉴别法在文物鉴定中的应用主要包括：（1）年代测定：通过测定文物样品的热释光信号，可以推断出文物的年代。
（2）文物保护：热释光鉴别法可以监测文物保存状态，为文物保护提供科学依据。
四、热释光鉴别法优缺点1. 优点：（1）灵敏度高：热释光鉴别法可以检测到微弱的辐射信号，具有很高的灵敏度。
热释光的介绍
热释光的介绍
，无抄袭
热释光是近年来而言最被推崇的一种娱乐方式，的魅力无时无刻地吸引着越来越多的人参与进来。
热释光适合全家人一起参与，各个不同年龄段的人都能从中得到大量乐趣。
所谓热释光，是将激光能量聚焦在空气中，产生一个强烈，坚固稳定的投射射线，以达到激发空气气体发出美妙色光的效果。
由于激光照射，空气凝成空气激发就出现了一种发光的流体，有不同的色彩与形状，造成不同的动态缤纷效果，视觉效果极为酷炫。
不仅如此，热释光的表演还可以令观众融入一个完整的虚拟世界，加入灯光，音乐，颜色绚烂的霓虹灯，更华丽而又迷幻的效果，将观众带入一个丰富多彩的太空旅行状态。
另外，热释光技术具有适应性强、灵活性好、维护成本低的特点，即使是在资源有限的建筑环境中，也能完美的安装显现出灿烂多彩的效果，而且可以根据客户的需求不断更新，更有节省电能的功效，可以大大地节约电耗。
总之，拥有热释光的夜景照明，既能令夜晚熠熠生辉，协助提升心情，又能为企业展示其精良品质，有效提升形象，及为景川城市带来更加明亮而美丽绚丽的夜色风情，值得推崇。
热释光剂量计原理
热释光剂量计原理1. 大家好啊！今天咱们来聊一个特别神奇的东西——热释光剂量计。
听名字挺高大上的，其实就是一个能"记住"辐射剂量的小玩意儿，就像是一个会发光的小本本！2. 说到热释光剂量计的原理，可有意思了！它就像是一个特别敏感的小精灵，当遇到辐射的时候，就会把这些信息偷偷藏在心里，就跟小朋友藏糖果似的。
3. 这个小精灵主要是由一些特殊的晶体材料制成的，比如说氟化锂啊、硫酸钙啊这些。
它们就像是一群爱存储能量的小仓鼠，见到辐射就往自己的小口袋里塞。
4. 当辐射照射到这些晶体上时，晶体里的电子就会变得特别兴奋，蹦蹦跳跳地跑到更高的能级上去。
这就像是小朋友爬上了高高的滑梯，在那儿稳稳地待着。
5. 有趣的是，这些被"困"在高处的电子们并不会自己跳下来，它们需要一点"鼓励"。
这时候就需要加热啦！就像是妈妈喊小朋友下来吃饭一样。
6. 当我们把热释光剂量计加热的时候，那些躲在高能级的电子就会跳回到原来的位置。
在跳回来的过程中，它们会发出漂亮的光，就像放烟花一样绚丽！7. 这些发出的光可不是随随便便的，它的强度跟之前受到的辐射剂量有着密切的关系。
光越亮，说明受到的辐射越多，就像小朋友吃糖多了，笑得越开心一样。
8. 科学家们用特殊的仪器来测量这些光，就能算出来到底受到了多少辐射。
这个过程特别像破案，通过发光的线索，就能找到辐射的"真凶"啦！9. 热释光剂量计还有个超厉害的本事，它能保存很长时间的记录。
就像是一个特别靠谱的小秘书，把所有重要的信息都记得清清楚楚。
10. 在核电站、医院的放射科，到处都能看到热释光剂量计的身影。
它们就像是尽职尽责的小卫士，时刻监测着工作人员受到的辐射量，保护大家的安全。
11. 使用热释光剂量计的时候也要注意，得把它放在合适的位置，不能太热也不能受潮。
就像照顾一个娇气的小宝贝，得细心呵护才行。
12. 这么神奇的热释光剂量计，简直就是科技界的"记忆大师"！它默默无闻地工作着，为人类的辐射防护作出重要贡献。
热释光简单介绍
热释光材料及基本要素
热释光材料
当受到辐射之后加热时能发出热释光的物 质
材料的基本要素：
1. 必须是绝缘体或半导体，金属不存在热释光 2. 在受辐照时必须吸收能量 3. 加热时可激发光辐射
注意：热释光是一次发光，一旦材料已产生 热释光，为了再发光，就必须再次辐照该材料， 而不能简单的冷却样品后再加热的想法使其再次 发出热释光
物理形态
一般TLD材料的物理形态是粉末和固体片。固体片 通常由单晶，多晶，磷光体粘合物压合等组成，而 它们的几何形状、尺寸，如薄膜，圆片，正方体以 及厚度都会影响材料的发光。对粉末，颗粒的大小 、直径也会影响材料的发光。以上这些都需要在实 验过程中引起注意。
Thank you ！
简单模型下动力学的“级”
一级动力学：Wilkins 和Randall假设在加热过
程中再俘获概率可忽略，有
，（7
）式可简化如下：
在实验中一般温度随时间线性升高 得到 一级动力学下热释光曲线的表达式：
二级动力学：Garlick和 Gibson考虑再俘获的 可能，并
假设陷阱远没有饱和，有
，
又
衰退
热释光材料辐照后热释光衰减的现象。 一般，放置时间越长，放置温度越高，衰退越严重 ，并且低温热释光峰比高温热释光峰衰退更为严重 。
造成衰退的原因可能有以下几点： 一：在室温下浅陷阱中俘获的载流子可能在热、光 等作用下从陷阱中逃出。这就要材料在处理、使用 、保存尽可能的避光。 二：由于量子隧道效应造成的与温度无关的衰退。
材料中发射的热释光强度与吸收的能量成正比 ，故评估材料的吸收系数随辐射能量的变化很重要 。在计量学上，要求探测器在很宽的能量范围内都 呈现出恒定的响应。对个人剂量学，由于要评估身 体细胞的吸收剂量，所以要求有所谓的组织等效剂
热释光简单介绍
间接复合：导带中的自由电子与在R处被俘获的
空穴复合。
对于半导体或绝缘体，间接复合的概率大于直接复 合，尤其对宽禁带的半导体和绝缘体。 自由电子被俘获在能级T（b过程）上，被俘获的电 子吸收能量E后释放回到导带，则发生复合。单位时 间电子从陷阱中释出的概率为p
式中 s 为频率因子，在此模型中是与时间无关的一 常量，E是激活能（陷阱深度），к是波尔兹曼常数 ，T为绝对温度。
热释光材料及基本要素
热释光材料
当受到辐射之后加热时能发出热释光的物 质
材料的基本要素：
1. 必须是绝缘体或半导体，金属不存在热释光 2. 在受辐照时必须吸收能量 3. 加热时可激发光辐射
注意：热释光是一次发光，一旦材料已产生 热释光，为了再发光，就必须再次辐照该材料， 而不能简单的冷却样品后再加热的想法使其再次 发出热释光
我们知道,退火可以改变材料的缺陷分布,从而改 变材料的性能。在实际应用中要求TLD材料尽可能 的多次使用，而辐射之后经历的退火能有效的重新 建立缺陷平衡，进而使之能再次使用。不同的退火 温度对陷阱的排空不一样，进而产生不同的发光峰 和灵敏度，此外，冷却速率的不同可以影响缺陷的 存在形式（如聚合体和离子体）和存在状态（如沉 积态和游离态），这些都会影响TL的发光中心和发 光曲线形状。
剂量响应曲线
剂量响应：TL强度随吸收剂量的变化。 在理想情况下，TL随吸收剂量D的变化曲线 在很大范围内呈线性变化。但很多实际使用 的剂量材料都出现非线性，典型的情况是随 着剂量的增加，先是线性响应，再是超线性 响应，最后在接近饱和时是亚线性响应。如 下图：
能量响应
热释光材料的热释光强度随辐射能量的变化关系。
热释光简单介绍
李国栋 2013.10.
热释光简单介绍(精品课件)
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衰退
热释光材料辐照后热释光衰减的现象。 一般，放置时间越长，放置温度越高，衰退越严重， 并且低温热释光峰比高温热释光峰衰退更为严重。
造成衰退的原因可能有以下几点： 一：在室温下浅陷阱中俘获的载流子可能在热、光 等作用下从陷阱中逃出。这就要材料在处理、使用、 保存尽可能的避光。 二：由于量子隧道效应造成的与温度无关的衰退。
二级动力学发光曲线特征：发光曲线显得更对称， 高温侧宽度略大约低温侧，随n的增加，温峰向低温 移动。如下图
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通用级动力学：在实际的发光过程中一级、二级动力学 都不可能存在，May和Partridge给出了如下经验表达式
式中b是动力学的级，不等于1和2，S’=
式中
。
当b=1,2时，通用级回到一级、二级动力学表达 式。
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热释光剂量计（TLD）材料的一般特 征
灵敏度
TLD材料的灵敏度是由单位质量、单位吸收剂量发 出的热释光强度来确定。由此可看出灵敏度依赖于热释 光测量过程，例如加热速率、光探测体系。灵敏度还与 样品的制备过程、物理形态（单晶、粉末、薄膜等）和 退火过程相关。此外，灵敏度还依赖于电离辐射的种类 和能量。
，（7）式可简化如下：
在实验中一般温度随时间线性升高 得到 一级动力学下热释光曲线的表达式：
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二级动力学：Garlick和 Gibson考虑再俘获的可能，并
假设陷阱远没有饱和，有
，
又
（7）式可简化如下：
同样采取线性加热，可得到二级动力学发光曲线表达式
7.5热释光和光释光
7.5 热释光和光释光半导体中的杂质和缺陷，在带隙中形成局域能级。
如上一节讨论的，它们能够对带间复合进行某种程度上的调制。
本小节要讨论的是某些较深，且为亚稳态的局域能级，在一定温度范围内处在这种能级上的载子可以长期稳定地处在这样的状态。
这意味著这类陷阱将成为储存激发信息（电子或空穴）的场所。
如果对材料进行某种刺激，例如加热或光照，陷阱中俘获的电子或空穴可以被重新释放出来，并复合发光。
对于已经储存了电子（或空穴）的材料，借助于加热使陷阱中的电子（或空穴）获释并复合发光，被称为热释光(简记为TL)，或热激励发光(TSL)；借助于光的刺激使陷阱中的电子（或空穴）获释并复合发光，被称为光释光或光激励发光(OSL)。
图7.5-1热释光和光释光示意图图7.5-1给出了完整的TSL和OSL过程的示意图。
其中(a）描述了激发过程，材料吸收外界的光能量，电子被激发到导带，并被陷阱T俘获，同时价带中的空穴被发光中心L俘获。
这种状况也常被称为电子陷阱被填充,发光中心被电离；(b) 显示了发光中心和电子陷阱上积累了一定量的空穴和电子（常称之为光和），它们与激发的历史有关；(c)描述了激励过程：在加热或光照的刺激下，电子从陷阱中被释放到导带，然后与发光中心上的空穴复合发光，形成热释光或光释光。
可以看出，释光现象涉及的跃迁元过程就是前面讨论过的两类过程：由电声子相互作用决定的无辐射跃迁过程和光子-电子-声子间相互作用引起的光跃迁过程。
特殊之处在于材料具有合适的亚稳能态。
TSL和OSL与PL的不同之处在于，TSL和OSL需要两次激发：第一次激发是产生和储存载子（或光学激发能），第二次激发（通常称为激励）是释放储存的载子（或激发能）来产生复合发光。
第二次激发所用的激励方式与第一次激发自然不必相同，通常是借助热能或不同波长的光能。
激发和激励之间可以相隔很长的时间。
例如在宇宙射线和高能粒子激发下，材料储存了与激发的剂量有关的一定量的激发能（光和），若干时间以后进行热释光或光激励发光，就能以此来检测累积的辐射剂量，或者进而判断其地质年代等，这已成为辐射探测和考古的重要工具。
热释光测年法范围
热释光测年法范围嘿，朋友！您知道啥是热释光测年法不？这可是个神奇又有趣的东西呢！咱先来说说热释光测年法能管多大的事儿。
简单来讲，它就像一个时间的侦探，能帮咱们搞清楚不少东西的年龄。
比如说，那些古老的陶瓷器物，热释光测年法就能派上用场，告诉咱们它们到底经历了多少岁月的洗礼。
这热释光测年法啊，对于几千年到几十万年的范围，那都能给出个大概的答案。
就好比您要找一条路，热释光测年法就是给您指个大致的方向。
想象一下，要是没有热释光测年法，咱们对于那些古老的文物，不就像在黑暗中摸索，完全搞不清它们的真实年岁嘛！比如说，一件出土的精美玉器，要是没有热释光测年法，咱们怎么知道它是千年前的珍宝还是近代的仿制品？再说说地质方面，热释光测年法也能一展身手。
岩石的形成时间，它也能给个说法。
这就好像是在茫茫的地质历史长河中，热释光测年法是一盏明灯，照亮了咱们探索过去的道路。
对于考古学家来说，热释光测年法简直就是宝贝。
它能帮助确定遗址的年代，让那些沉睡的历史重新鲜活起来。
这难道不神奇吗？不过呢，热释光测年法也不是万能的。
它也有自己的局限性和误差范围。
就好比您用尺子量东西，尺子也有个精度的限制不是？比如说，样本受到过外界的干扰，像高温、辐射啥的，这结果可能就不太准啦。
这就好比您跑步的时候有人拽了您一把，您的速度和距离能准吗？还有啊，热释光测年法对于特别古老的东西，可能就没那么精确了。
毕竟时间太久远，就像我们回忆很久很久以前的小事，难免会有些模糊。
但不管怎么说，热释光测年法在它能发挥作用的范围内，那可是为我们了解历史、探索过去提供了重要的线索和依据。
它就像是一把钥匙，打开了通往过去的一扇门，让我们能更清晰地看到历史的模样。
所以啊，热释光测年法虽然不是无所不能，但在它的范围内，那绝对是个相当厉害的工具！。
热释光 标准
热释光标准
热释光测试是一种材料无损检测技术，它利用晶体在受热释放记忆时可以发出可见光，通过光强变化来研究材料的使用寿命。
热释光测试技术可以用来测量从石器时代到现代的陶瓷、玻璃、硅酸盐、塑料、水晶、贝壳等材料的使用时间。
热释光测量结果不受操作人员的主观因素影响，也不受环境因素的干扰，具有很好的重复性和可再现性。
此外，热释光测量结果可以与标准样品进行对比从而得出精确的时间测量结果。
热释光测量时间精度取决于样品本身和测量条件，如加热温度、加热时间等。
因此，热释光标准可能因不同的测量条件和样品性质而有所差异，建议在使用热释光测试时，遵循专业测量机构或实验室的指导或标准操作程序。
如有需要，可以咨询专业的材料测试机构或化学实验室以获取更具体的信息。
热释光效应
热释光效应嘿，朋友们！今天咱来聊聊热释光效应。
你说这热释光效应啊，就好像是时间留下的神秘密码。
咱就打个比方吧，热释光效应就像是一个特别的“时间记录员”。
你想想啊，那些古老的瓷器呀、陶器呀，它们经历了漫长的岁月，这中间发生了多少故事呀！而热释光效应就能帮我们去了解这些宝贝们的过去。
它是怎么做到的呢？原来呀，这些物品在过去的时光里，会吸收自然界中的辐射能量。
这就像我们每天吸收阳光一样。
然后呢，当我们用特定的方法去测量它们的时候，它们就会把这些储存的能量释放出来，就像一个憋了好久的话匣子一下子打开了。
这可太神奇了吧！通过对这个热释光的分析，我们就能大概知道这些物品经历了多久的时间。
这就好比我们看一个人的脸上有多少皱纹，就能猜到他大概经历了多少风风雨雨。
你说这热释光效应是不是很有意思呢？它能让那些沉默的古董开口说话，告诉我们它们的过去。
这就像是给我们打开了一扇通往古代的门，让我们能一探究竟。
而且哦，这热释光效应可不只是在古董鉴定上有用呢！在地质学等领域也有它的身影。
它就像一个万能的小助手，在不同的领域发挥着独特的作用。
那为什么热释光效应能这么厉害呢？这是因为它有着非常严谨的科学原理呀！它不是随便说说的，而是经过了无数科学家的研究和验证的。
这就像盖房子，一砖一瓦都得稳稳当当的，才能建成坚固的大厦。
咱再回过头来想想那些古董，要是没有热释光效应，我们怎么能知道它们到底有多老呢？那岂不是像无头苍蝇一样乱撞？热释光效应就像是给我们指了一条明路，让我们能在古董的世界里畅游。
朋友们，你们不觉得这热释光效应真的很了不起吗？它让我们能更好地了解过去，更好地欣赏那些古老而珍贵的物品。
它就像一个默默无闻的英雄，在背后为我们付出着。
所以呀，我们可得好好珍惜这个神奇的热释光效应，让它为我们带来更多的惊喜和发现！让我们一起为热释光效应点赞吧！。
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7.5 热释光和光释光半导体中的杂质和缺陷，在带隙中形成局域能级。
如上一节讨论的，它们能够对带间复合进行某种程度上的调制。
本小节要讨论的是某些较深，且为亚稳态的局域能级，在一定温度范围内处在这种能级上的载子可以长期稳定地处在这样的状态。
这意味著这类陷阱将成为储存激发信息（电子或空穴）的场所。
如果对材料进行某种激励，例如加热或光照，陷阱中俘获的电子或空穴可以被重新释放出来，并复合发光。
对于已经储存了电子（或空穴）的材料，借助于加热使陷阱中的电子（或空穴）获释并复合发光，被称为热释光(简记为TL)，或热激励发光(TSL)；借助于光的激使陷阱中的电子（或空穴）获释并复合发光，被称为光释光或光激励发光(OSL)。
图7.5-1热释光和光释光示意图图7.5-1给出了完整的TSL和OSL过程的示意图。
其中(a）描述了激发过程，材料吸收外界的光能量，电子被激发到导带，并被陷阱T俘获，同时价带中的空穴被发光中心L俘获。
这种状况也常被称为电子陷阱被填充,发光中心被电离；(b) 显示了发光中心和电子陷阱上积累了一定量的空穴和电子（常称之为光和），它们与激发的历史有关；(c)描述了激励过程：在加热或光照的刺激下，电子从陷阱中被释放到导带，然后与发光中心上的空穴复合发光，形成热释光或光释光。
可以看出，释光现象涉及的跃迁元过程就是前面讨论过的两类过程：由电声子相互作用决定的无辐射跃迁过程和光子-电子-声子间相互作用引起的光跃迁过程。
特殊之处在于材料具有合适的亚稳能态。
TSL和OSL与PL的不同之处在于，TSL和OSL需要两次激发：第一次激发是产生和储存载子（或光学激发能），第二次激发（通常称为激励）是释放储存的载子（或激发能）来产生复合发光。
第二次激发所用的激励方式与第一次激发自然不必相同，通常是借助热能或不同波长的光能。
激发和激励之间可以相隔很长的时间。
例如在宇宙射线和高能粒子激发下，材料储存了与激发的剂量有关的一定量的激发能（光和），若干年以后进行热释光或光激励发光，就能以此来检测累积的辐射剂量，或者进而判断其地质年代等，这已成为辐射探测和考古的重要工具。
对材料科学而言，通过TSL和OSL的研究可以了解材料中的杂质能级以及复合过程等基本问题。
7.5.1 热释光热释光现象是事先储存一定数量载子（激发能）的材料，通过加热，使储存的载子被释放并发光。
温度升高，晶格振动变强，储存的载子就有可能从晶格振动获得足够能量而从陷阱中释放出来。
释放的难易程度取决于陷阱的深度和材料的温度。
随着晶格温度的升高，陷阱中的电子被释放的几率增大，但是随时间的推移，陷阱中储存的载子的不断释放，留存的载子数随之不断减少，结果从陷阱释放载子的总速率先随时间增加，必定会在达到一个极大值后，随时间逐渐减少。
与此相应，热释光也随时间先增强，随后逐渐变弱。
在这一过程中，发光强度随温度（或时间）变化的曲线称为加热发光曲线或热释光曲线。
热释光（TSL）实验通常是以恒定的升温速率对样品加热，同时记录发光强度随温度的变化，这样得到的热释光曲线，会呈现一个（或一些）峰，称为热释光峰。
不同深度的陷阱，相应的热释光峰的位置（温度或时间）原则上是不同的。
如果材料中存在深度差异较大的几类陷阱，热释光曲线就会呈现若干个可以分辨的热释光峰。
热释光现象是研究陷阱的种类和深度的有效途径。
但是，如果不同类陷阱的能级深度相近，它们相应的热释光峰就可能难以分辨。
那时就得靠陷阱的其它性质来区分它们。
热释光现象的实验研究常遇到的另一个问题是发光的热猝灭。
它也将影响热释光峰出现的位置，甚至导致因发光太弱，观测不到热释光峰。
下面介绍热释光现象的动力学过程，以常见的电子陷阱为对象，讨论热释光规律，并由此提取陷阱深度等物理参数。
1. 热释光过程的动力学方程为便于讨论热释光过程的基本特点，考察7.4.1中讨论的那种最基本的情形：半导体只有一种电子陷阱和一种发光中心。
那里考虑的是恒定温度下的过程，而现在的情形，温度是随时间变化的，因而电子从陷阱释放的几率也随时间变化。
那里已给出的陷阱电子（或发光中心上的空穴）数的速率方程（7.4-9）：22000()(1)A Pn dn Pn A Nn dt A n A n n νγγν---=-==-+--+ （7.5-1）现在依然有效，只是P 不再是常数，而是随温度（或时间）变化的。
exp()B P s k T =-E （7.5-2）其中E 为陷阱深度，系数s 常称之为热跳跃频率，它与晶格振动频率相当，量级为1010到1014/s 。
热释光实验时，先将样品降到足够低的温度，以至电子从陷阱释放的几率P 可视为零。
在这样的温度下，对样品进行第一次激发，使价带中的电子被激发到导带。
导带中的这些自由电子，除了参与发光或其它退激发过程，有一部分会被电子陷阱俘获。
激发过程结束后，陷阱中储存了一定量的电子，而导带电子浓度几乎为零，也即，热释光的初始条件为陷阱电子浓度0(0)n t n ==和导带电子浓度(0)0N t ==。
接着开始加热，使样品温度以一定的速率线性上升：t T T β+=0 （7.5-3）样品的发光（热释光）强度将随之变化。
下面将具体讨论两种极限情况下，热释光过程的动力学。
1）一次规律的热释光过程第一种情形，导带电子与发光中心的复合速率远大于被陷阱俘获的速率，0()A n A n ν->>-。
这时，参数0γ≈，方程（7.5-1）简化为 exp(/)B dn nP ns k T dt -==-E (7.5-4)图7.4-1电子陷阱对荧光过程的影响。
图中示出了有关的跃迁过程。
这时陷阱中电子（或发光中心的空穴）浓度随时间的变化与浓度的一次方成比例，称之为一次规律情形。
其解为 0/0()exp()B Tk T T sn T n e dT β-=-⎰E (7.5-5)它随温度升高而降低。
热释光强度就等于它在单位时间里的降低数，是温度的函数，这一依赖关系也就是热释光曲线：/0()exp(/)exp(/)exp()B B T k T B T dn J T nP ns k T dts n s k T e dT β-=-==-=--⎰E E E (7.5-6) 其中()n T 随材料温度升高而降低，由初始值n 0降低到零。
而指数因子P 在低温下几乎为零，随着温度的升高而变大。
热释光强度与它们的乘积成比例，就随着温度的升高，先增大，在一定温度下达到极大，随后逐渐下降直到变为零。
2） 二次规律的热释光过程在上面讨论的一次规律模型中忽略了导带电子被陷阱的再俘获，现在考虑另一种极端情况，即导带电子被陷阱俘获的速率远大于它与发光中心上的空穴复合的速率，0()A n A n ν-<<-。
这相应于空的陷阱多（n ν->>）的情况（这时0A ≠）。
此时发光中心上空穴数变化的速率方程（7.5-1）22000()(1)A Pn dn Pn A Nn dt A n A n n νγγν---=-==-+--+可以被简化为： 222B B k T k T dn P s n e n s e n dt γνγν----'-==≡E E (7.5-7) 其中，'ss γν-=。
这种陷阱电子浓度随时间的变化与浓度平方成比例的情形，常称之为二次规律的过程。
由上述方程可解得0()011exp()T t B T n dT n s k T β='+-⎰E （7.5-8）于是得二次过程情形，热释光强度与温度的关系为0/2/20/20()1''[1)]B B B k T k T Tk T T dn J T s e n dtn s e n s e dT β---'=-==+⎰E E E (7.5-9)它与一次规律过程不同，但也是先增长，再变弱。
上面讨论的两种情形，都是单一陷阱能级的情况，会在某个温度下出现单一的热释光峰。
可以预期，当材料具有多种陷阱，它们的深度是分立的，热释光曲线将出现多个发光峰。
描述这种情形的动力学方程，可以由上一节的方程（7.4-9）推广得出。
假定只有一种发光中心，但有M 种陷阱，用下标区分不同陷阱。
可以列出下面形式的方程组：0()()()()j B i B M j j j j j j i i Mi i i i i M k T j j j k T j j i i M i i i i i dn A n P n Pn dt A n A n n n s en s e n n ννγνγν-+----+--⎛⎫=-+ ⎪⎝⎭+--⎛⎫=-+ ⎪⎝⎭+-∑∑∑∑E E（7.5-10）热释光强为： ()M i i dn dn J t dt dt -+=-=-∑ （7.5-11） 在这种情形，过程的具体进程依赖于各种陷阱的深度和俘获释放速率等动力学参数，这里不具体讨论了。
有一点要说明的是，上述方程也显示了不同陷阱间的相互影响，即一种陷阱释放的电子可被其它陷阱俘获。
不同陷阱的俘获速率等动力学参数不同，电子在不同陷阱中的分布也随过程的进展而改变。
电子在陷阱中的分布依赖于激发的形式和强度，这使得热释光峰的形状和位置也随之改变。
实际上，即使是一类陷阱，深度也有一定的分布，电子在其中的分布也可以不同，这也会影响其峰位。
通过不同手段，控制储存电子总量（即光和），可以观察到不同的峰位，就归之于电子在不同陷阱中的分布的不同。
上面的讨论只涉及了电子的俘获和释放。
空穴的运动也会带来重要影响，特别是空穴运动造成的发光猝灭，会明显改变热释光曲线形状。
对于这些复杂情形，人们尝试了不同的实验方法，包括采用较复杂的非线性升温方法，读者可参阅有关资料，这里就不具体介绍了。
2. 陷阱深度与热释光曲线热释光现象常用来分析材料中的陷阱的种类和它们的深度，陷阱中载子的热跳跃频率等参数，以及对动力学过程的性质的认识。
通常需要采用一些近似方法，下面对常用方法作一简要介绍。
1） 初始上升斜率法由所讨论体系的一般表达式（7.5-1）可得:220000()exp ()()B A Pn A n dn J T s dt A n A n A n A n k T νν--⎛⎫=-==- ⎪+-+-⎝⎭E （7.5-12）由于 热释光刚开始上升时，发光很弱，n 变化较小，可以近似看作常数，于是可以将热释光曲线的初始上升部分表示为/()B k TJ T ce -=E (7.5-13) 其中200()A n c s A n A n ν-=+-近似为常数。
将热释光曲线按1ln ()J T T-作图，其上升的初始阶段应该为直线，由直线的斜率可以得到陷阱深度E 。
因为此方法是基于热释光曲线的起始部分，那时发光弱，容易产生实验误差。
2） 热释光峰形分析法如图7.5-2所示，从热释光曲线可以得到几个特征性的数据：(a) 峰位温度m T ；(b) 峰的半高位置对应的两个温度a T 和b T ，或者它们至m T 的距离τ 和δ。