YAP晶體屬于扭曲鈣鈦礦結構的正交晶系，可視為晶格常數(shù)A=5.328，B=7.367，C=5.178的Al-O 八面體，所有頂點共享而成的三維結構，其結構如圖1-7所示。一個YAP原細胞中有四個YAP分子，晶體中有兩種可以置換的陽離子位置：一種是扭曲的YO12多面00置(y3半徑ry=1.02)；另一個接近理想的八面00置(ral=0.53)。Ce3離子的半徑為1.03，取代了YAP中具有C1h對稱性的Y3離子。由于失真，實際配位數(shù)相當于8。該體系中有三種穩(wěn)定的化合物：(1) y3al5o12 (YAG)，摩爾比為1)y2 O3al2o 3=:5；(2)摩爾比為2:1的單斜化合物y4al 2o 9(YAM)；(3)摩爾比為1:1的氧化釔(YAP)。YAP是一種均勻熔化的化合物，從熔點到室溫沒有相變。由于存在Ce3+離子的非輻射躍遷，Ce,Mn:YAP的衰減時間的快慢成分均變?yōu)樵瓉淼囊话?。重慶高溫CeYAP晶體元件
國外生長的YAP單晶已達到50毫米，長約150毫米，重約1380克。隨著生長技術的提高，中科院上海光學力學研究所已經能夠生長出直徑為50 mm的大單晶，但形狀控制和質量有待進一步提高。比較了不同價離子摻雜對Ce: YAP晶體閃爍性能的影響。結果表明，二價離子摻雜對Ce: YAP晶體的閃爍性能有很強的負面影響，而四價離子摻雜有助于提高Ce:Yap晶體的部分閃爍性能。還研究了錳離子摻雜對Ce: YAP晶體性能的影響。發(fā)現(xiàn)YAP基體中Mn離子和Ce離子之間存在明顯的能量轉移過程，Ce和Mn: YAP的衰變時間明顯短于Ce、Mn : YAP，其快、慢成分分別為10.8ns和34.6 ns。山東生長CeYAP晶體型號Ce: YAP 晶體中過渡金屬含量均小于 10ppm，對晶體發(fā)光影響可以忽略。
Ce:YAP高溫閃爍晶體的研究！不同溫度退火的Fe: YAP樣品的吸收光譜和差分吸收光譜，是Fe: YAP樣品在不同溫度退火后的吸收光譜和微分吸收光譜。Fe: YAP晶體的吸收光譜在203納米、246納米、270納米和325納米附近有吸收峰。差示吸收光譜顯示，氫退火后264 ~ 270納米波長范圍內的吸收明顯減弱，氧退火后321納米出現(xiàn)差示吸收峰?？梢哉J為246 nm和270 nm處的吸收與Fe3有關，即Fe3和Fe2之間存在躍遷[102]。除了321nm處的吸收，YAP: Fe的幾個吸收峰與純YAP晶體的吸收峰有一定距離，這不能解釋純YAP(Ce: YAP)中的其他吸收峰與鐵有關。
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，是無機閃爍晶體的一個重要發(fā)展方向，而Ce:YAP和Ce:YAG是其中較有優(yōu)勢的晶體。隨著應用需求的變化，對閃爍晶體尺寸的要求也在不斷增加，生長大尺寸的閃爍晶體變得更為重要。同時國內目前生長的Ce:YAP 晶體普遍存在自吸收問題，導致光產額一直無法有效提高，且其機理至今仍不清楚。為了有效提高Ce:YAP 晶體的閃爍性能，解決其自吸收問題，提高晶體的發(fā)光強度，著重研究了Ce:YAP 晶體的自吸收機理。同時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，并對晶體的比較好熱處理條件進行了摸索。本論文主要圍繞大尺寸Ce:YAP晶體的生長及其自吸收問題，和溫梯法大尺寸Ce:YAG晶體的生長和退火研究，以真正提高晶體的實用性能。 作為劑量計材料可在較高溫度環(huán)境下使用，CeYAP有可能發(fā)展成為具有特殊應用的輻射劑量計材料。
由于過渡金屬離子d層電子能級較多，且易受晶場影響，在YAP晶體中可能存在較多吸收帶。GDMS分析結果也說明我們生長的Ce: YAP 晶體中過渡金屬含量均小于 10ppm，對晶體發(fā)光影響可以忽略。YAP會出現(xiàn)著色現(xiàn)象嗎？上式中X 為傳感器受到的重量，重量間隔為10克；Y 為3504歐路顯示的過程值，R為相關系數(shù)，A為截距，B為斜率。測試結果表明新系統(tǒng)的相關系數(shù)為-0.99998，標準差為0.062（原系統(tǒng)為-0.99992，標準差為0.117）, 具有很好的線性，確保了在晶體生長過程中控制系統(tǒng)能精確地得到晶體重量信息，從而有效控制晶體生長。CeYAP高溫閃爍晶體具有優(yōu)異的閃爍性能和獨特的物理化學性質。山東生長CeYAP晶體型號
由于晶體放肩階段屬強迫限制晶體直徑增大的過程，晶體尺寸的變化率比較大。重慶高溫CeYAP晶體元件
為了研究過渡金屬可能對Ce: YAP晶體性能的影響，我們生長了Mn 離子摻雜的Ce: YAP 晶體，并與Mn: YAP和Ce: YAP 晶體進行了比較。選用Mn 離子一是由于Mn 對YAP 晶體的吸收譜影響很大；二是M. A. Noginov等人將Ce離子摻入Mn: YAP中來獲得三價Mn離子[113]，Ce3+離子可以為Mn4+ 離子提供一個電子，使其變成三價：Ce3+ + Mn4+ → Ce4+ + Mn3+，正好研究Mn 對Ce離子價態(tài)變化的影響；而且Mn離子和Ce離子之間可能存在能量傳遞過程，對研究Ce: YAP晶體的閃爍性能會有一些參考作用。重慶高溫CeYAP晶體元件
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