目前,Ce:YAG高溫閃爍晶體業(yè)已商品化,主要用于掃描電鏡(SEM)的顯示部件,其生長(zhǎng)方法主要為提拉法和溫梯法。近年來, Ce:YAG單晶薄膜[84],以及Ce:YAG陶瓷[85-87]等閃爍體由于有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)也備受人們的關(guān)注.為了填補(bǔ)我國在高溫閃爍晶體研究領(lǐng)域的空白,本論文選取具有優(yōu)良閃爍性能的Ce:YAP和Ce:YAG高溫閃爍晶體為研究對(duì)象,圍繞高溫閃爍晶體存在的主要問題及其發(fā)展趨勢(shì),重點(diǎn)開展了提拉法與溫梯法生長(zhǎng)Ce:YAP和Ce:YAG晶體的研究與表征工作。CeYAG晶體還用作陰極射線管的熒光體。山西新型CeYAG晶體批發(fā)廠家
我們采用溫梯法生長(zhǎng)了Ce:YAG 晶體,原料采用高純 Y2O3 (5N), CeO2 (5N) 和 Al2O3 (5N) 粉末,按照化學(xué)式 (Y0.997Ce0.003)3Al5O12 配料。生長(zhǎng)方向 <111>,高純 Ar 氣氛,具體生長(zhǎng)方法見第二章所述。如圖 5-1,生長(zhǎng)的晶體尺寸為Φ110×80mm,呈黃黑色,主要是由發(fā)熱體質(zhì)量欠佳造成的碳揮發(fā)物引起的。晶體*在放肩部位有兩處小裂紋,外形絕大部分保持完整。生長(zhǎng)出來的晶體經(jīng)過高溫空氣退火 24 小時(shí)后,黑色基本消失。圖 5-2 為晶體切片樣品,樣品經(jīng)空氣退火后加工,從圖可見在晶體的中心位置仍有少量黑色物質(zhì),中心部分的碳污染無法消除說明退火不充分,經(jīng)再次空氣退火可完全消除。由應(yīng)力儀下觀察的結(jié)果來看,晶體中無明顯應(yīng)力,也沒有因小面生長(zhǎng)現(xiàn)象而產(chǎn)生的**,說明晶體生長(zhǎng)過程中固液界面較平。上海雙折射CeYAG晶體批發(fā)廠家CeYAG閃爍晶體是將高能轉(zhuǎn)換為可見光的一種典型光電轉(zhuǎn)換材料。
隨著核科學(xué)技術(shù),和其他相關(guān)技術(shù)的快速發(fā)展,無機(jī)閃爍體的應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大。同時(shí),不同的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)o機(jī)閃爍體提出了越來越高的要求。研究和開發(fā)高光輸出快速衰減的無機(jī)閃爍晶體具有重要的科學(xué)研究意義和巨大的經(jīng)濟(jì)效益。因此,近年來,尋找高光輸出快速衰減的無機(jī)閃爍晶體成為國內(nèi)外物理學(xué)家和材料科學(xué)家的研究熱點(diǎn)之一。不同的應(yīng)用對(duì)無機(jī)閃爍晶體有不同的要求。例如,在高能物理(HEP)或中能物理(IEP)實(shí)驗(yàn)中,光輸出并不重要,但它要求晶體具有更快的時(shí)間衰減、更大的原子序數(shù)和密度等。然而,在PET等應(yīng)用中,要求閃爍晶體具有高光輸出、快速衰減和高密度。
鈰離子摻雜氧化物和硫化物閃爍晶體與鹵素化合物晶體相比,氧化物晶體具有優(yōu)良的熱力學(xué)性能以及穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì)等優(yōu)點(diǎn)。因此,鈰離子摻雜的無機(jī)氧化物閃爍晶體包括鋁酸鹽、硅酸鹽、硼酸鹽以及磷酸鹽等晶體受到人們的極大重視并被普遍研究。表1-8總結(jié)了鈰離子摻雜氧化物閃爍晶體的基本閃爍性能[9]。從表中可以知道,多數(shù)鈰離子摻雜的氧化物閃爍晶體具有高光輸出和快衰減等特征,尤其是鈰離子摻雜的鋁酸鹽和硅酸鹽閃爍晶體具有誘人的閃爍性能,如Ce:YAP,Ce:YAG,Ce:LSO和Ce:LuAP等無機(jī)閃爍晶體,被譽(yù)為新一代高性能無機(jī)閃爍晶體Ce:YAG晶體的生長(zhǎng)溫度約為1970,生長(zhǎng)周期約為15天。
從宏觀上看,直拉法可以生長(zhǎng)出完整透明的Ce:YAG閃爍晶體。然而,用提拉法很難獲得大尺寸、高質(zhì)量的Ce:YAG閃爍晶體。一方面,提拉法生長(zhǎng)的晶體尺寸直接受到所用銥坩堝尺寸的限制;另一方面,由于Ce3 (0.118nm)和Y3 (0.106nm)離子的半徑相差較大,且Ce離子在YAG晶體中的偏析系數(shù)很小(~ 0.1),在提拉法生長(zhǎng)后期往往會(huì)發(fā)生成分過冷,嚴(yán)重影響Ce:YAG晶體的質(zhì)量。為了克服提拉法生長(zhǎng)的大尺寸、高質(zhì)量的碳:釔鋁石榴石閃爍晶體的缺點(diǎn),我們第1次用溫度梯度法(TGT)成功地生長(zhǎng)了一種三英寸的碳:釔鋁石榴石高溫閃爍晶體超薄片CeYAG晶體訂做價(jià)格研究表明,Ce:YAG晶體的閃爍性能對(duì)Ce3+離子濃度有較強(qiáng)的依賴關(guān)系。Ce:YAG閃爍晶體具有比較大光輸出。上海雙折射CeYAG晶體批發(fā)廠家
CeYAG閃爍晶體不潮解、耐高溫。山西新型CeYAG晶體批發(fā)廠家
CeYAG晶體,屬于無機(jī)閃爍體。無機(jī)閃爍晶體研究的真正前奏始于半個(gè)世紀(jì)前羅伯特霍夫斯塔德發(fā)現(xiàn)NaI(Tl)單晶的優(yōu)異閃爍性能。經(jīng)過半個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展,無機(jī)閃爍晶體不但發(fā)現(xiàn)了性能優(yōu)異的閃爍晶體,如BGO、銫:Na、鋇F2、PWO和鈰Ce:LSO等,而且極大地拓展了閃爍晶體在高能物理和核物理、醫(yī)療、安檢、工業(yè)等領(lǐng)域的應(yīng)用[2]-[12];此外,無機(jī)閃爍晶體[13]-[23]、[41]、[51]、[56]-[58]的閃爍機(jī)制不斷得到改進(jìn)和發(fā)展,為改進(jìn)現(xiàn)有閃爍體和尋找性能更好的新型無機(jī)閃爍晶體提供了堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。山西新型CeYAG晶體批發(fā)廠家