CeYAG晶體應(yīng)該如何退火?研究了Ce:YAP晶體的自吸收機(jī)制。在實(shí)際應(yīng)用中,國(guó)產(chǎn)Ce: YAP晶體存在嚴(yán)重的自吸收問題,直接影響晶體的發(fā)光效率。比較了鈰離子濃度、退火、輻照和雜質(zhì)對(duì)鈰: YAP晶體自吸收的影響。通過分析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,其半峰全寬接近100納米。結(jié)果表明,還原Ce4離子可以被Ce: YAP晶體的自吸收,Ce4離子可以明顯猝滅Ce3離子的發(fā)光。 不同氣氛生長(zhǎng)Ce:YAP晶體透過和熒光譜有什么不同?CeYAP是一種性能優(yōu)良的快閃爍晶體,它擁有較高的光輸出、快的衰減時(shí)間。云南新型CeYAP晶體材料
在弱還原氣氛下生長(zhǎng)的Ce:YAP晶體,發(fā)現(xiàn)自吸收得到有效緩解,2mm厚度晶體透過邊藍(lán)移近30nm,熒光激發(fā)的發(fā)光強(qiáng)度提高了50%以上。同時(shí)研究了還原氣氛生長(zhǎng)對(duì)Ce:YAP晶體其他閃爍性能的影響。1.生長(zhǎng)了不同價(jià)態(tài)離子摻雜的Ce:YAP晶體,以研究電荷補(bǔ)償效應(yīng)對(duì)Ce4+離子的作用。結(jié)果發(fā)現(xiàn)兩價(jià)離子對(duì)Ce:YAP晶體閃爍性能有很強(qiáng)的負(fù)面影響,四價(jià)離子則有于助提高晶體的部分閃爍性能。2.研究了Mn離子摻雜對(duì)Ce:YAP晶體性能的影響。發(fā)現(xiàn)YAP基質(zhì)中Ce,Mn之間存在明顯的能量轉(zhuǎn)移過程。由于存在Ce3+離子的非輻射躍遷,Ce,Mn:YAP的衰減時(shí)間的快慢成分均變?yōu)樵瓉淼囊话?,其中快成分?0ns左右,其小尺寸樣品可作為超快閃爍體應(yīng)用。Ce:YAP晶體的吸收光譜和熒光光譜受不同的生長(zhǎng)方法和不同的后熱處理工藝的影響很大。江蘇雙折射CeYAP晶體性能離子摻雜濃度、原料的純度以及生長(zhǎng)工藝條件等是影響CeYAP晶體缺陷的主要原因。
過渡金屬離子摻雜對(duì)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(jí),容易受到晶場(chǎng)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(duì)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(zhǎng)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(huì)對(duì)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(shí),GDMS分析結(jié)果還表明,我們生長(zhǎng)的Ce: YAP晶體中過渡金屬的含量小于10ppm,對(duì)晶體發(fā)光的影響可以忽略不計(jì)。
電子元器件自主可控是指在研發(fā)、生產(chǎn)和保證等環(huán)節(jié),主要依靠國(guó)內(nèi)科研生產(chǎn)力量,在預(yù)期和操控范圍內(nèi),滿足信息系統(tǒng)建設(shè)和信息化發(fā)展需要的能力。電子元器件關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用,對(duì)電子產(chǎn)品和信息系統(tǒng)的功能性能影響至關(guān)重要,涉及到工藝、合物半導(dǎo)體、微納系統(tǒng)芯片集成、器件驗(yàn)證、可靠性等。當(dāng)前國(guó)內(nèi)激光晶體,閃爍晶體,光學(xué)晶體,光學(xué)元件及生產(chǎn)加工行業(yè)發(fā)展迅速,我國(guó) 5G 產(chǎn)業(yè)發(fā)展已走在世界前列,但在整體產(chǎn)業(yè)鏈布局方面,我國(guó)企業(yè)主要處于產(chǎn)業(yè)鏈的中下游。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。
一個(gè)類似于輻射長(zhǎng)度的物理量叫做摩爾半徑(RM):RMX0 (Z 1.2)/37.74(1.13),小摩爾半徑有利于減少其他粒子對(duì)能量測(cè)量的污染。吸收系數(shù)、輻射長(zhǎng)度和摩爾半徑與晶體密度直接或間接成反比。因此,尋找高密度閃爍晶體已成為未來閃爍晶體的一個(gè)重要研究方向。為了減小探測(cè)器的尺寸和成本,希望探測(cè)器越緊湊越好。因此,要求閃爍晶體在防止輻射方面盡可能強(qiáng),表現(xiàn)為晶體的吸收系數(shù)大、輻射長(zhǎng)度短、摩爾半徑小。Ce:YAP晶體的吸收光譜和熒光光譜受不同的生長(zhǎng)方法和不同的后熱處理工藝的影響很大。我國(guó)生長(zhǎng)的Ce: YAP晶體存在嚴(yán)重的自吸收問題,直接影響晶體的發(fā)光效率。白光LED用CeYAP晶體型號(hào)
1991年,Baryshevky等人用水平區(qū)熔法生長(zhǎng)了Ce:YAP閃爍晶體。云南新型CeYAP晶體材料
Ce:YAP作為閃爍晶體的真正研究始于T. Takada等人[41](1980)和R. Autrata等人[42](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(cè)的研究。1991年,Baryshevky等人用水平區(qū)熔法生長(zhǎng)了Ce:YAP閃爍晶體[43],然后研究了不同方法生長(zhǎng)的Ce:YAP晶體的光學(xué)和閃爍性質(zhì)[20]。1995年,Tetsuhiko等人[44]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)[45-47]報(bào)道了Ce:YAP晶體的閃爍性質(zhì)和應(yīng)用,并對(duì)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(dòng)物PET、SEM等檢測(cè)領(lǐng)域[46][49-55]。云南新型CeYAP晶體材料
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