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(xué)領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。然而，在實(shí)際應(yīng)用中，我國(guó)生長(zhǎng)的Ce: YAP晶體存在嚴(yán)重的自吸收問(wèn)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(qiáng)度，有必要深入分析晶體的自吸收機(jī)制，盡量減小自吸收對(duì)發(fā)光的影響。本章主要研究?jī)?nèi)容如下：采用中頻感應(yīng)直拉法生長(zhǎng)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(duì)自吸收的影響。同時(shí)，分析了不同摻雜對(duì)衰減時(shí)間等其他閃爍特性的影響。CeYAP晶體，摻鈰YAP晶體兼有高光輸出和快衰減時(shí)間的閃爍特征。山東雙折射CeYAP晶體材料

在40k，由在X-ray激發(fā)的純CsI晶體的能量效率為30%；然而，它的發(fā)光效率在室溫下非常低，這就是為什么純CsI晶體難以用于閃爍過(guò)程的原因。堿土金屬氟化物，如氟化鈣、氟化鍶等。在室溫下，激子發(fā)光仍然保持高產(chǎn)率。在這種情況下，我們可以討論Vk中心在上述反應(yīng)中亞穩(wěn)態(tài)的作用。因此，離子晶體表現(xiàn)出一種非常有趣的性質(zhì)，即純晶體或沒(méi)有發(fā)光中心的晶體可以產(chǎn)生有效的發(fā)光。這是因?yàn)樵谳椪者^(guò)程中，晶體中會(huì)產(chǎn)生大量的Vk發(fā)光中心。在維克激子發(fā)光后，VK中心消失了，水晶恢復(fù)了原來(lái)的屬性。四川進(jìn)口CeYAP晶體材料研究表明，Ce4離子對(duì)Ce3離子發(fā)光有猝滅作用。

同濃度Ce: YAP的熒光光譜。在可見(jiàn)光(300納米)激發(fā)下，不同濃度Ce: YAP的熒光強(qiáng)度隨著濃度的增加而增加，直到0.5at%。當(dāng)濃度為1.0at%時(shí)，濃度淬滅，發(fā)光強(qiáng)度開(kāi)始降低。相同厚度(5mm)的Ce: YAP晶體在X射線激發(fā)下的發(fā)光強(qiáng)度隨著濃度的增加先增大后減小，峰值位置也有紅移，其中0.3at%處的發(fā)光強(qiáng)度比較高。自吸收對(duì)光致發(fā)光幾乎沒(méi)有影響，因?yàn)榧ぐl(fā)和發(fā)射過(guò)程都發(fā)生在樣品表面。在高能射線的激發(fā)下，經(jīng)過(guò)多次電離過(guò)程，晶體內(nèi)部產(chǎn)生大量的電子-空穴對(duì)，電子-空穴對(duì)將能量傳遞到發(fā)光中心，發(fā)光過(guò)程基本發(fā)生在晶體內(nèi)部。

Ce:YAP和Ce:YAG高溫閃爍晶體的區(qū)別？無(wú)機(jī)閃爍晶體的閃爍機(jī)理，閃爍體的本質(zhì)是在盡可能短的時(shí)間內(nèi)將高能射線或粒子轉(zhuǎn)化為可探測(cè)的可見(jiàn)光。高能射線與無(wú)機(jī)閃爍晶體的相互作用一般有三種方式：光電效應(yīng)、康普頓散射和正負(fù)電子對(duì)。在光電效應(yīng)中，一個(gè)離子吸收光子后，會(huì)從它的一個(gè)殼層發(fā)射光電子。光電子能量是光子能量和電子結(jié)合能之差。當(dāng)殼層中的空位被較高能量的電子填滿時(shí)，結(jié)合能將以X射線或俄電子的形式釋放出來(lái)。產(chǎn)生的X射線將在二次光電過(guò)程中被吸收，入射光的所有能量將被閃爍體吸收。 過(guò)渡金屬摻雜對(duì)YAP晶體透過(guò)邊有哪些影響？CeYAP等被認(rèn)為是新一代高性能無(wú)機(jī)閃爍晶體。

根據(jù)發(fā)生的順序，閃光過(guò)程可分為以下五個(gè)階段：1.電離輻射的吸收和初級(jí)電子及空穴；2.一次電子和空穴，的弛豫即產(chǎn)生大量二次電子、空穴，光子、基本激子等電子激發(fā)；3.低能二次電子和空穴，的弛豫(熱化)，即形成能隙寬度約為Eg的熱化電子空穴對(duì)；4.熱化電子空穴將能量轉(zhuǎn)移到發(fā)光中心并激發(fā)發(fā)光中心；5.激發(fā)態(tài)的發(fā)光中心發(fā)出紫外或可見(jiàn)熒光，即閃爍光。對(duì)于任何凝聚態(tài)物質(zhì)，每個(gè)階段是相似的。因此，為了便于討論，我們將閃爍體中的物理過(guò)程分為兩部分：(1)熱化電子空穴對(duì)的產(chǎn)生(各個(gè)階段)；(2)發(fā)光中心的激發(fā)和發(fā)射。通過(guò)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。四川進(jìn)口CeYAP晶體材料

籽晶的選擇籽晶的走向和質(zhì)量直接影響直拉晶體的質(zhì)量。山東雙折射CeYAP晶體材料

哪里可以買到CeYAP晶體？需要說(shuō)明的是：(1)透鏡的作用是便于調(diào)節(jié)，使得激光光斑和閃爍體尺寸相適應(yīng)，激光能夠比較均勻地輻照到晶體上；(2)要避免激光透過(guò)晶體直接打到光電管光陰極上，以防止損傷光電管和記錄示波器；(3)為了避免激光經(jīng)閃爍體散射而打到光電管光陰極上，之前加濾鏡是為了將波長(zhǎng)較短的散射激光(266nm)濾掉，同時(shí)讓波長(zhǎng)相對(duì)長(zhǎng)的閃爍晶體的激發(fā)熒光通過(guò)；(4)整個(gè)實(shí)驗(yàn)需要在暗室中進(jìn)行。數(shù)據(jù)分析方法與 X 射線激發(fā)熒光壽命相似。 Ce:YAP晶體中Ce3離子5d4f躍遷對(duì)應(yīng)的熒光光譜為330 ~ 400nm之間的一個(gè)帶，其峰值約為365 ~ 370nm。山東雙折射CeYAP晶體材料

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