鈰離子摻雜的高溫閃爍晶體具有高光輸出快衰減等閃爍特征，是無(wú)機(jī)閃爍晶體的一個(gè)重要發(fā)展方向，而Ce:YAP和Ce:YAG是其中較有優(yōu)勢(shì)的晶體。隨著應(yīng)用需求的變化，對(duì)閃爍晶體尺寸的要求也在不斷增加，生長(zhǎng)大尺寸的閃爍晶體變得更為重要。同時(shí)國(guó)內(nèi)目前生長(zhǎng)的Ce:YAP 晶體普遍存在自吸收問(wèn)題，導(dǎo)致光產(chǎn)額一直無(wú)法有效提高，且其機(jī)理至今仍不清楚。為了有效提高Ce:YAP 晶體的閃爍性能，解決其自吸收問(wèn)題，提高晶體的發(fā)光強(qiáng)度，著重研究了Ce:YAP 晶體的自吸收機(jī)理。同時(shí)為了得到大尺寸高發(fā)光效率的Ce:YAG晶體，用溫梯法嘗試了大尺寸Ce:YAG晶體的生長(zhǎng)，并對(duì)晶體的比較好熱處理?xiàng)l件進(jìn)行了摸索。本論文主要圍繞大尺寸Ce:YAP晶體的生長(zhǎng)及其自吸收問(wèn)題，和溫梯法大尺寸Ce:YAG晶體的生長(zhǎng)和退火研究，以真正提高晶體的實(shí)用性能。 有觀點(diǎn)認(rèn)為YAP晶體的本征紫外發(fā)光中心與反位缺陷YAl3+有關(guān)。雙折射CeYAP晶體公司
作為自由離子，Ce3的4f和5d能級(jí)差為6.134 eV (202nm/49340cm-1) [14]。在晶體場(chǎng)的作用下，4f和5d之間的能級(jí)距離普遍減小。晶體場(chǎng)力越大，能級(jí)間距越小。從前面的討論可以看出，4f能級(jí)在內(nèi)層被屏蔽，基本不受晶場(chǎng)影響。5d態(tài)被晶體場(chǎng)分裂，導(dǎo)致4f和5d能級(jí)重心距離縮短。P. Dorenbos認(rèn)為，晶體場(chǎng)引起的5d能級(jí)分裂程度取決于Ce3周圍陰離子多面體的大小和形狀[15]?；贑e3離子以上獨(dú)特的能級(jí)結(jié)構(gòu)和發(fā)光特性，以Ce3離子為激發(fā)離子的無(wú)機(jī)晶體一般光輸出高，衰減時(shí)間快，更適合作為閃爍晶體。 雙折射CeYAP晶體公司通過(guò)分析Ce: YAP晶體的自吸收機(jī)制，發(fā)現(xiàn)在YAP中存在一個(gè)Ce4離子的寬帶電荷轉(zhuǎn)移吸收峰。
目前，Ce:YAP閃爍晶體已有不同規(guī)格出售，主要采用直拉法和下降法生長(zhǎng)。ce:yap的1.5.1.2晶體結(jié)構(gòu)、生長(zhǎng)、能級(jí)和光譜性質(zhì)，Ce: YAP晶體的紅外光譜在4.9 um、4.0 um、3.7 um和3.1 um處有吸收帶，這可歸因于Ce3離子從2F5/2躍遷到2 F7/2[40]。紫外-可見吸收光譜在303 nm、290 nm、275 nm、238 nm處有吸收峰，這可歸因于Ce3離子從2F5/2能級(jí)躍遷到5d能級(jí)。Ce: YAP晶體的d-f躍遷為寬帶發(fā)射，峰值在365 nm。Ce 3的光致發(fā)光強(qiáng)度呈單指數(shù)形式衰減，室溫下其衰減常數(shù)約為16-18n。由于YAP矩陣中的各種缺陷能級(jí)都能俘獲電荷載流子，高能射線和粒子激發(fā)產(chǎn)生的閃爍光衰減常數(shù)遠(yuǎn)大于18ns，一般在22-38 ns之間，也有慢分量和強(qiáng)背景。鈰：釔鋁石榴石高溫閃爍晶體的研究YAP會(huì)出現(xiàn)著色現(xiàn)象嗎？
電子、空穴和激子的相互作用將導(dǎo)致局域化。許多離子晶體表現(xiàn)出一種有趣的現(xiàn)象，即價(jià)帶空穴位于正常晶格中，這種現(xiàn)象被稱為自陷。在熱化過(guò)程中，空穴達(dá)到價(jià)帶的頂部，并被限制在特定的陰離子中。對(duì)于堿金屬鹵化物晶體，這意味著一個(gè)鹵化物離子轉(zhuǎn)變成一個(gè)原子：X- X0。該鹵原子X0將在一定程度上極化環(huán)境，并且該系統(tǒng)將顯示出軸向弛豫，導(dǎo)致這種局部空穴被兩個(gè)相鄰的陰離子共享。這種狀態(tài)被稱為X2分子或Vk中心(圖1.2)。在低溫下(通常t <200 k)，Vk核是穩(wěn)定的，位于兩個(gè)陰離子上的空穴稱為自陷空穴，電離輻射后離子晶體形成自陷空穴的平均時(shí)間為10-11 s到10-12 s，這個(gè)時(shí)間比自由空穴和導(dǎo)帶電子的復(fù)合時(shí)間短。因此，純離子晶體中的大多數(shù)空穴很快轉(zhuǎn)化為Vk中心。 不同厚度Ce:YAP晶體自吸收比較。CeYAP)晶體的開裂現(xiàn)象進(jìn)行了研究，認(rèn)為引起 開裂的主要內(nèi)在因素是YAP晶體熱膨脹系數(shù)的各向異性。
上式(1.10)中的Wi是構(gòu)成晶體的原子I的重量百分比，Zi是構(gòu)成晶體的原子I的原子序數(shù)。入射到晶體中的光子和電子(或正電子)在晶體中經(jīng)過(guò)一定距離后能量下降到1/e。這個(gè)距離稱為晶體的輻射長(zhǎng)度(通常表示為X0)。它袋表閃爍體對(duì)輻射的截止能力。從上面的定義可以得出結(jié)論：X0=1/ (1.11)可以看出，輻射長(zhǎng)度(X0)與吸收系數(shù)()成反比，所以吸收系數(shù)越大。輻射長(zhǎng)度越短。輻射長(zhǎng)度可由以下公式近似表示：X0=180A/(Z2) (1.12)其中a為原子量，z為有效原子數(shù)，為密度。從這個(gè)公式可以看出，有效原子序數(shù)和密度越高，晶體的輻射長(zhǎng)度越短。由于電磁量熱儀用閃爍晶體的長(zhǎng)度一般為20 X0，因此使用輻射長(zhǎng)度較小的晶體有利于減小探測(cè)器的尺寸。另一方面，輻射長(zhǎng)度越長(zhǎng)，所需的材料越長(zhǎng)，很難保證材料的均勻性。獲得大尺寸(直徑為2英寸至3英寸)晶體的生長(zhǎng)工藝，使CeYAP晶體可應(yīng)用于更多的領(lǐng)域。廣東國(guó)產(chǎn)CeYAP晶體元件
研究表明，Ce4離子對(duì)Ce3離子發(fā)光有猝滅作用。雙折射CeYAP晶體公司
自從我們使用閃爍材料探測(cè)輻射以來(lái)，已經(jīng)將近一個(gè)世紀(jì)了。在本世紀(jì)，一些重要的閃爍材料因其商業(yè)應(yīng)用前景而得到廣泛應(yīng)用，或者因其優(yōu)異的性能而在科學(xué)研究中得到普遍關(guān)注和發(fā)展。CeYAG提拉法晶體生長(zhǎng)的嗎？當(dāng)光線與閃爍晶體相互作用時(shí)，晶體中電子空穴對(duì)Neh的數(shù)量直接影響晶體的光輸出。在高能射線探測(cè)應(yīng)用中，經(jīng)常使用高密度無(wú)機(jī)閃爍晶體。因?yàn)楦呔w密度可以減小探測(cè)器的尺寸。 山東生長(zhǎng)CeYAP晶體YAP中形成色心的另一可能原因是晶體中存在雜質(zhì)離子.雙折射CeYAP晶體公司
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