對于摻Ce3的無機(jī)閃爍晶體，高能射線作用下的閃爍機(jī)制一般認(rèn)為如下[16，17]:晶體吸收高能射線后，晶體內(nèi)部產(chǎn)生大量的熱化電子空穴對。由于鈰元素的四階電離能是所有稀土元素中比較低的(如圖1-6所示)，晶體發(fā)光中心的Ce3離子首先俘獲一個空穴形成Ce4離子。然后一個電子被捕獲，變成Ce3。此時，電子和空穴被鈰離子重組。復(fù)合產(chǎn)生的能量將Ce3離子從4f基態(tài)激發(fā)到5d激發(fā)態(tài)，然后Ce3離子從5d激發(fā)態(tài)輻射弛豫到4f基態(tài)發(fā)光由于摻雜鈰離子的無機(jī)閃爍體通常具有高光輸出和快速衰減的特點。生長大尺寸的CeYAP晶體對閃爍材料的研究和應(yīng)用具有重要意義。上海國產(chǎn)CeYAP晶體廠家直銷
比較了摻雜不同價離子對Ce: YAP晶體自吸收的影響。發(fā)現(xiàn)二價離子對Ce: YAP晶體的閃爍性能有很強(qiáng)的負(fù)面影響，而四價離子有助于提高晶體的閃爍性能。還研究了錳離子摻雜對Ce: YAP晶體性能的影響。利用溫度梯度法，生長了直徑為110毫米的Ce: YAG閃爍晶體，該晶體具有良好的形狀和光學(xué)性質(zhì)。研究了不同溫度和氣氛等退火條件對Ce: YAG(TGT)閃爍晶體發(fā)光效率的影響，發(fā)現(xiàn)1100氧退火對提高晶體發(fā)光強(qiáng)度的效果比較好。在離子晶體中還觀察到了一種新的內(nèi)在發(fā)光：中心帶上部和價帶之間的躍遷，簡稱為中心-價帶躍遷。這種發(fā)光躍遷衰減時間快(子納秒級)，但光輸出低。上海國產(chǎn)CeYAP晶體廠家直銷Ce: YAP作為一種性能優(yōu)越的高溫閃爍晶體，在高能核物理和核醫(yī)學(xué)領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。
同濃度Ce: YAP的熒光光譜。在可見光(300納米)激發(fā)下，不同濃度Ce: YAP的熒光強(qiáng)度隨著濃度的增加而增加，直到0.5at%。當(dāng)濃度為1.0at%時，濃度淬滅，發(fā)光強(qiáng)度開始降低。相同厚度(5mm)的Ce: YAP晶體在X射線激發(fā)下的發(fā)光強(qiáng)度隨著濃度的增加先增大后減小，峰值位置也有紅移，其中0.3at%處的發(fā)光強(qiáng)度比較高。自吸收對光致發(fā)光幾乎沒有影響，因為激發(fā)和發(fā)射過程都發(fā)生在樣品表面。在高能射線的激發(fā)下，經(jīng)過多次電離過程，晶體內(nèi)部產(chǎn)生大量的電子-空穴對，電子-空穴對將能量傳遞到發(fā)光中心，發(fā)光過程基本發(fā)生在晶體內(nèi)部。
Ca2+離子和Si4+離子摻雜對Ce : YAP晶體有哪些影響？釔鋁石榴石(Y3Al5O12或YAG)單晶是一種優(yōu)良的激光基質(zhì)材料和光學(xué)襯底材料，其中Nd:YAG和Yb:YAG激光晶體得到了普遍的應(yīng)用。Ce:YAG晶體作為閃爍材料在1992年引起了人們的注意。Moszynski和Ludziejewski分別于1994年和1997年系統(tǒng)地研究了Ce:YAG晶體的閃爍特性，指出Ce:YAG晶體具有優(yōu)異的閃爍特性。Ce:YAG衰減快(80ns)，在530nm處發(fā)出熒光，其發(fā)射波長與硅光電二極管的探測敏感區(qū)相匹配，因此可應(yīng)用于低能射線粒子的探測等領(lǐng)域。1680℃高溫氫氣退火后，CeYAP晶體中同時包含YAP相和YAG相。
假設(shè)電子空穴對轉(zhuǎn)化為閃爍光子的效率為(與從電子空穴對到發(fā)光中心的能量轉(zhuǎn)移效率和發(fā)光中心的量子效率有關(guān))，因此，無機(jī)閃爍晶體的光輸出主要與晶體成分(，Eg)、電子空穴向發(fā)光中心的能量轉(zhuǎn)移效率和發(fā)光中心的量子效率()有關(guān).NaI:Tl閃爍晶體具有比較大光輸出(約48，000 ph/mev)。將其他無機(jī)閃爍晶體的光輸出與NaI:Tl晶體的光輸出進(jìn)行比較得到的相對值(%NaI(Tl))稱為“相對光輸出”。相對光輸出通常用于表征無機(jī)閃爍晶體的光輸出。密度、線性吸收系數(shù)、質(zhì)量吸收系數(shù)、有效原子序數(shù)、輻射長度和莫里哀半徑。CeYAP晶體生長流程：裝爐、抽真空、充氣、升溫化料、烤晶種、下種、縮頸、生長、提拉、降溫、退火。上海國產(chǎn)CeYAP晶體廠家直銷
CeYAP晶體具有較高的能量分辨率。上海國產(chǎn)CeYAP晶體廠家直銷
過渡金屬離子摻雜對YAP晶體透射邊緣的影響，由于過渡金屬離子D層具有更多的電子能級，容易受到晶場的影響，因此YAP晶體中可能存在更多的吸收帶。為了了解過渡金屬摻雜對Ce: YAP自吸收的可能影響，我們比較了摻雜過渡金屬如銅(0.5%)、鐵(0.5%)和錳(0.5%)的純YAP晶體的透射光譜。從圖4-11可以看出，Mn摻雜的yap在480nm處有明顯的吸收峰，而Cu摻雜的YAP在370nm左右有吸收峰，F(xiàn)e摻雜的YAP將在下一節(jié)討論。我們生長的Ce: YAP在350nm ~ 500nm范圍內(nèi)沒有額外的吸收峰，少量過渡金屬離子的存在只會對吸收產(chǎn)生線性疊加效應(yīng)，低濃度吸收不足以引起Ce: YAP晶體的自吸收，因此過渡金屬離子污染不太可能引起Ce3360Yap吸收帶紅移。同時，GDMS分析結(jié)果還表明，我們生長的Ce: YAP晶體中過渡金屬的含量小于10ppm，對晶體發(fā)光的影響可以忽略不計。上海國產(chǎn)CeYAP晶體廠家直銷
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