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(jī)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(yīng)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(nèi)目前生長的Ce:YAP 晶體普遍存在自吸收問題，導(dǎo)致光產(chǎn)額一直無法有效提高，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(jìn)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。 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。云南科研用CeYAP晶體性能
作為自由離子，Ce3的4f和5d能級差為6.134 eV (202nm/49340cm-1) [14]。在晶體場的作用下，4f和5d之間的能級距離普遍減小。晶體場力越大，能級間距越小。從前面的討論可以看出，4f能級在內(nèi)層被屏蔽，基本不受晶場影響。5d態(tài)被晶體場分裂，導(dǎo)致4f和5d能級重心距離縮短。P. Dorenbos認(rèn)為，晶體場引起的5d能級分裂程度取決于Ce3周圍陰離子多面體的大小和形狀[15]。基于Ce3離子以上獨(dú)特的能級結(jié)構(gòu)和發(fā)光特性，以Ce3離子為激發(fā)離子的無機(jī)晶體一般光輸出高，衰減時間快，更適合作為閃爍晶體。 常規(guī)尺寸CeYAP晶體量大從優(yōu)CeYAP晶體一般常規(guī)濃度是多少？廣西雙摻CeYAP晶體規(guī)格CeYAP晶體閃爍速度快、光產(chǎn)額高、機(jī)械和化學(xué)性能優(yōu)異。
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(diǎn)。
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(nèi)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(rèn)為246 nm和270 nm處的吸收與Fe3有關(guān)，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(guān)。 由于YAP晶體熱膨脹系數(shù)和熱導(dǎo)率的軸向差異，除了選擇合適的籽晶外，選擇合適的溫度場環(huán)境更為重要。
一般來說，閃爍體可以分為有機(jī)閃爍體(如萘和蒽)和無機(jī)閃爍體。Ce:YAP作為閃爍晶體的真正研究始于T. Takada等人(1980)和R. Autrata等人(1983)的提議以及YAP晶體作為掃描電鏡電子射線和紫外光子檢測的研究。1991年，Baryshevky等人用水平區(qū)熔法生長了Ce:YAP閃爍晶體，然后研究了不同方法生長的Ce:YAP晶體的光學(xué)和閃爍性質(zhì)。1995年，Tetsuhiko等人總結(jié)并重新研究了Ce:YAP晶體的光學(xué)特性。此后，大量文獻(xiàn)報道了Ce:YAP晶體的閃爍性質(zhì)和應(yīng)用，并對其閃爍機(jī)理進(jìn)行了大量深入的研究工作。由于Ce:YAP高溫閃爍晶體具有優(yōu)異的閃爍性能和獨(dú)特的物理化學(xué)性質(zhì)，因此Ce:YAP高溫閃爍晶體可廣泛應(yīng)用于相機(jī)、動物PET、SEM等檢測領(lǐng)域。CeYAP等被認(rèn)為是新一代高性能無機(jī)閃爍晶體。云南科研用CeYAP晶體性能
1991年，Baryshevky等人用水平區(qū)熔法生長了Ce:YAP閃爍晶體。云南科研用CeYAP晶體性能
摻鈰鋁酸釔(Ce: YAP)和釔鋁石榴石(Ce: YAG)高溫閃爍晶體不jin具有高光輸出和快速衰減的閃爍特性(表1-5)，而且具有優(yōu)異的物理化學(xué)性能(表1-6)。它們具有密度低、有效原子序數(shù)小的缺點(diǎn)，但可以廣泛應(yīng)用于中低能射線和粒子探測領(lǐng)域。Ce: YAP和Ce: YAG是兩種典型的高光輸出、快速衰減的高溫?zé)o機(jī)閃爍晶體，已經(jīng)在許多場合得到應(yīng)用。對它們的生長特性、晶體缺陷和光學(xué)閃爍性能的研究，對其他鈰離子摻雜的高溫閃爍晶體的研究和探索具有重要的參考意義。云南科研用CeYAP晶體性能
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