Ce: YAP閃爍晶體的性能研究，摻鈰釔鋁石榴石(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)學領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。然而，在實際應(yīng)用中，我國生長的Ce: YAP晶體存在嚴重的自吸收問題，直接影響晶體的發(fā)光效率。為了提高Ce: YAP晶體的閃爍性能，特別是發(fā)光強度，有必要深入分析晶體的自吸收機制，盡量減小自吸收對發(fā)光的影響。本章主要研究內(nèi)容如下：采用中頻感應(yīng)直拉法生長了不同摻雜濃度的Ce: YAP閃爍晶體，比較了不同厚度、退火溫度和氣氛、不同摻雜和輻照對自吸收的影響。同時，分析了不同摻雜對衰減時間等其他閃爍特性的影響。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(yīng)用的輻射劑量計材料。廣西大尺寸CeYAP晶體品牌
一個類似于輻射長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能量測量的污染。吸收系數(shù)、輻射長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重要研究方向。為了減小探測器的尺寸和成本，希望探測器越緊湊越好。因此，要求閃爍晶體在防止輻射方面盡可能強，表現(xiàn)為晶體的吸收系數(shù)大、輻射長度短、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方法和不同的后熱處理工藝的影響很大。廣西大尺寸CeYAP晶體品牌CeYAP晶體具有較高的能量分辨率。
有人計算過YAP晶體的能帶結(jié)構(gòu)[77，78]。結(jié)果表明，該氧化物晶體的價帶頂端由未結(jié)合的O2-離子組成，而價帶he心主要由O2-離子的2S能級和Y3離子的4P能級的混合物組成。導帶底部主要由Y3離子的4d和5S軌道組成，而Al3的3d能級在導帶中占據(jù)較高的能級位置。YAP晶體的禁帶寬度為7.9 eV，主要由Y-O相互作用決定，而不是Al-O相互作用。文獻[26]中也報道了YAP晶體的帶隙為8.02 eV。由于YAP晶體結(jié)構(gòu)的各向異性，很難獲得高質(zhì)量的晶體，但由于其廣闊的應(yīng)用前景，人們對YAP晶體的生長過程做了大量的探索和研究。
Ce:YAP晶體生長原料需要哪些？無機閃爍晶體在將高能射線或粒子轉(zhuǎn)化為低能光子的過程中，會發(fā)生一系列微觀過程，如一級和二級電離和激發(fā)、電子-空穴、光子和激子的遷移、電子與電子、電子與聲子(矩陣)之間的弛豫、電子-空穴對的俘獲、電子-空穴對與熒光中心之間的能量轉(zhuǎn)移等。當經(jīng)歷電離事件時，閃爍體處于從非平衡狀態(tài)到平衡狀態(tài)的弛豫過程中。大量的熱化電子空穴對和這些電子產(chǎn)生的相當一部分低能激子0終會轉(zhuǎn)化為發(fā)射光子，從高能輻射到紫外或可見光光子的過程就是閃爍過程。Ce 3的光致發(fā)光強度呈單指數(shù)形式衰減，室溫下其衰減常數(shù)約為16-18n。
Ce:YAP晶體在弱還原氣氛中生長，發(fā)現(xiàn)晶體的自吸收被有效壓制。與在惰性氣氛中生長的樣品相比，厚度為2mm的樣品的透射邊緣移動了近30納米，發(fā)光強度提高了50%以上。同時，研究了還原氣氛生長對Ce: YAP晶體其他閃爍性能的影響。比較了不同價離子摻雜對Ce: YAP晶體閃爍性能的影響。結(jié)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(zhuǎn)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。 專業(yè)加工CeYAP晶體訂做價格不同退火條件Ce:YAP晶體自吸收比較。CeYAP高溫閃爍晶體具有良好的物化性能是無機閃爍晶體中較有優(yōu)勢的晶體。貴州CeYAP晶體直銷
四價離子摻雜有助于提高Ce:Yap晶體的部分閃爍性能。廣西大尺寸CeYAP晶體品牌
對于摻Ce3的無機閃爍晶體，高能射線作用下的閃爍機制一般認為如下[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閃爍體通常具有高光輸出和快速衰減的特點。廣西大尺寸CeYAP晶體品牌
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