YAP晶體屬于扭曲鈣鈦礦結(jié)構(gòu)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(diǎn)共享而成的三維結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)如圖1-7所示。一個(gè)YAP原細(xì)胞中有四個(gè)YAP分子，晶體中有兩種可以置換的陽(yáng)離子位置：一種是扭曲的YO12多面00置(y3半徑ry=1.02)；另一個(gè)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(duì)稱性的Y3離子。由于失真，實(shí)際配位數(shù)相當(dāng)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(diǎn)到室溫沒(méi)有相變。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?lái)的一半。重慶高溫CeYAP晶體元件

國(guó)外生長(zhǎng)的YAP單晶已達(dá)到50毫米，長(zhǎng)約150毫米，重約1380克。隨著生長(zhǎng)技術(shù)的提高，中科院上海光學(xué)力學(xué)研究所已經(jīng)能夠生長(zhǎng)出直徑為50 mm的大單晶，但形狀控制和質(zhì)量有待進(jìn)一步提高。比較了不同價(jià)離子摻雜對(duì)Ce: YAP晶體閃爍性能的影響。結(jié)果表明，二價(jià)離子摻雜對(duì)Ce: YAP晶體的閃爍性能有很強(qiáng)的負(fù)面影響，而四價(jià)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(duì)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(guò)程，Ce和Mn: YAP的衰變時(shí)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(zhǎng)CeYAP晶體型號(hào)Ce: YAP 晶體中過(guò)渡金屬含量均小于 10ppm，對(duì)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(zhǎng)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。可以認(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(gè)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)。

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(wú)機(jī)閃爍晶體的一個(gè)重要發(fā)展方向，而Ce:YAP和Ce:YAG是其中較有優(yōu)勢(shì)的晶體。隨著應(yīng)用需求的變化，對(duì)閃爍晶體尺寸的要求也在不斷增加，生長(zhǎng)大尺寸的閃爍晶體變得更為重要。同時(shí)國(guó)內(nèi)目前生長(zhǎng)的Ce:YAP 晶體普遍存在自吸收問(wèn)題，導(dǎo)致光產(chǎn)額一直無(wú)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(wèn)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(shí)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(zhǎng)，并對(duì)晶體的比較好熱處理?xiàng)l件進(jìn)行了摸索。本論文主要圍繞大尺寸Ce:YAP晶體的生長(zhǎng)及其自吸收問(wèn)題，和溫梯法大尺寸Ce:YAG晶體的生長(zhǎng)和退火研究，以真正提高晶體的實(shí)用性能。 作為劑量計(jì)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(jì)材料。

由于過(guò)渡金屬離子d層電子能級(jí)較多，且易受晶場(chǎng)影響，在YAP晶體中可能存在較多吸收帶。GDMS分析結(jié)果也說(shuō)明我們生長(zhǎng)的Ce: YAP 晶體中過(guò)渡金屬含量均小于 10ppm，對(duì)晶體發(fā)光影響可以忽略。YAP會(huì)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(guò)程值，R為相關(guān)系數(shù)，A為截距，B為斜率。測(cè)試結(jié)果表明新系統(tǒng)的相關(guān)系數(shù)為-0.99998，標(biāo)準(zhǔn)差為0.062（原系統(tǒng)為-0.99992，標(biāo)準(zhǔn)差為0.117）, 具有很好的線性，確保了在晶體生長(zhǎng)過(guò)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(zhǎng)。CeYAP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)。山東生長(zhǎng)CeYAP晶體型號(hào)

由于晶體放肩階段屬?gòu)?qiáng)迫限制晶體直徑增大的過(guò)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(guò)渡金屬可能對(duì)Ce: YAP晶體性能的影響，我們生長(zhǎng)了Mn 離子摻雜的Ce: YAP 晶體，并與Mn: YAP和Ce: YAP 晶體進(jìn)行了比較。選用Mn 離子一是由于Mn 對(duì)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(lái)獲得三價(jià)Mn離子[113]，Ce3+離子可以為Mn4+ 離子提供一個(gè)電子，使其變成三價(jià)：Ce3+ + Mn4+ → Ce4+ + Mn3+，正好研究Mn 對(duì)Ce離子價(jià)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(guò)程，對(duì)研究Ce: YAP晶體的閃爍性能會(huì)有一些參考作用。重慶高溫CeYAP晶體元件

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