在吸收伽馬量子后的10-10s內(nèi),離子晶體包含大量Vk中心和位于導(dǎo)帶中的自由電子。Vk心臟在閃爍過程中起著重要作用。軸向弛豫也受到價帶激子和(X22-)*分子中空穴組成的影響。對于高能激發(fā),直接形成價帶激子的概率比較低,而囚禁的激子可以通過Vk中心俘獲自由電子形成。那么處于激發(fā)態(tài)的被囚禁的激子可以發(fā)射光子,這就是所謂的激子發(fā)光。這種發(fā)光源于導(dǎo)帶中的電子和Vk中心之間的相互作用,一個Vke配置的自陷激子。這種發(fā)光具有與由晶體中的光致激發(fā)形成的陰離子激子發(fā)光相同的特征。堿金屬鹵化物晶體的本征激子發(fā)光只在低溫下有效,此時空穴自陷形成的Vk中心是不動的。1995年,Tetsuhiko等人總結(jié)并重新研究了Ce:YAP晶體的光學(xué)特性。重慶生長CeYAP晶體報價
作為自由離子,Ce3的4f和5d能級差為6.134 eV (202nm/49340cm-1) [14]。在晶體場的作用下,4f和5d之間的能級距離普遍減小。晶體場力越大,能級間距越小。從前面的討論可以看出,4f能級在內(nèi)層被屏蔽,基本不受晶場影響。5d態(tài)被晶體場分裂,導(dǎo)致4f和5d能級重心距離縮短。P. Dorenbos認(rèn)為,晶體場引起的5d能級分裂程度取決于Ce3周圍陰離子多面體的大小和形狀[15]。基于Ce3離子以上獨(dú)特的能級結(jié)構(gòu)和發(fā)光特性,以Ce3離子為激發(fā)離子的無機(jī)晶體一般光輸出高,衰減時間快,更適合作為閃爍晶體。 河北CeYAP晶體銷售商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。
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YAP原細(xì)胞中有四個YAP分子,晶體中有兩種可以置換的陽離子位置:一種是扭曲的YO12多面00置(y3半徑ry=1.02);另一個接近理想的八面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)到室溫沒有相變。
對于摻Ce3的無機(jī)閃爍晶體,高能射線作用下的閃爍機(jī)制一般認(rèn)為如下: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(fù)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(jī)閃爍體通常具有高光輸出和快速衰減的特點(diǎn)。1991年,Baryshevky等人用水平區(qū)熔法生長了Ce:YAP閃爍晶體。
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,是無機(jī)閃爍晶體的一個重要發(fā)展方向,而Ce:YAP和Ce:YAG是其中較有優(yōu)勢的晶體。隨著應(yīng)用需求的變化,對閃爍晶體尺寸的要求也在不斷增加,生長大尺寸的閃爍晶體變得更為重要。同時國內(nèi)目前生長的Ce:YAP 晶體普遍存在自吸收問題,導(dǎo)致光產(chǎn)額一直無法有效提高,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,并對晶體的比較好熱處理條件進(jìn)行了摸索。本論文主要圍繞大尺寸Ce:YAP晶體的生長及其自吸收問題,和溫梯法大尺寸Ce:YAG晶體的生長和退火研究,以真正提高晶體的實(shí)用性能。 由于過渡金屬離子d層電子能級較多,且易受晶場影響,在YAP晶體中可能存在較多吸收帶。江蘇白光LED用CeYAP晶體批發(fā)價
CeYAP高溫?zé)o機(jī)閃爍晶體主要應(yīng)用于快速gamma射線探測、動物PET影像掃描儀、電子成像等。重慶生長CeYAP晶體報價
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??梢哉J(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)。 重慶生長CeYAP晶體報價
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