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CeYAG晶体企业商机

(Ce:YAG晶体-闪烁效率和光输出)

闪烁晶体的本质是一种能量转换器,所以能量转换效率()是表征所有闪烁晶体0基本的参数,是指闪烁晶体辐射的光子能量(Ep)与闪烁晶体吸收的总能量(er)之比。闪烁晶体发射光子的平均能量是发射的闪烁光子数。

光输出(LR)是反映闪烁体晶体,能量转换效率的重要的物理参数,是指闪烁体吸收并消耗1mV射线能量后发出的可见/紫外光子数。即闪烁过程中产生的闪烁光子数与闪烁晶体中光线或粒子损失的能量之比。 CeYAG晶体可以用于工业CT在线检测吗?CeYAG晶体厂家供应

无机闪烁晶体(Ce:YAG)的闪烁机理之电子空穴对的产生

2.该过程可由以下公式(1.1)表示:

A + hν → A+ + e

在上式中,hν 是入射γ光子的能量;a表示是无机闪烁晶体中的原子;a+是离子;e是产生的一次电子。在这个过程中,原子的内层也会产生初级空穴。

闪烁机制的第二步是电子和空穴的豫过程。一方面,对于非辐射豫或辐射豫,A离子通过内部空穴从K层迁移到L、M和其他俄歇层而发射光子,从而发射俄电子。通常,非辐射豫的概率远远大于辐射豫的概率


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根据经典荧光理论,参数q也可以由公式(1.15) [14]计算。公式中,Wr和Wnr分别为辐射和非辐射跃迁概率;c是猝灭常数,Eq是猝灭能,kb是为玻尔兹曼常数,t是完全温度。分析表明,光输出主要与晶体的带隙、基体的组成和结构、能量传输效率和温度有关。当带隙变为零时,闪烁晶体将获得比较大光输出。但一般情况下,当Eg小于2eV时,无辐射跃迁的概率会增大,从而Q变小,光输出变小。结果表明,掺铈离子闪烁晶体的光输出差异主要是由S  [51]的差异引起的。

晶体生长的适宜温度场主要通过选择和调整石墨加热器、钼坩埚和钼反射保温屏的形状和相对位置来获得。所用钼坩埚的尺寸为78毫米h70毫米,钼坩埚锥形下部的籽晶槽中填充有111方向的纯钇铝石榴石籽晶。

Ce:YAG晶体的生长温度约为1970,生长周期约为15天。结晶完成后,晶体在炉内原位退火,待炉内温度降至室温后取出晶体。钇铝石榴石晶体由于热膨胀系数大于钼,容易从钼坩埚中取出,但晶体下部经常与坩埚粘结,导致出坩埚取晶体时晶体下部边缘开裂。整个晶体内部质量完好无损


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Ce:YAP晶体的光谱特性

Ce3离子的光谱是由不同宇称的5d-4f跃迁产生的,因此晶体场对光谱有重要影响。YAP晶体具有畸变的钙钛矿结构,属于正交晶系(晶胞参数分别为a=5.176,b=7.35,c=5.307),空间群为-pnma  [66]。在YAP晶格中,Al3离子在钙钛矿结构中占据C1位对称的b位,其配位数为8;Y3离子在此结构中占据C1h对称的A位,配位数为12。当Ce3离子进入YAP晶格时,Ce3离子取代了具有C1h对称性的Y3离子。4f1电子构型Ce3离子的基态由2F7/2和2F5/2组成。室温下,一个电子占据基态2f5/2。5d态在低对称晶场(C1h)的作用下分裂成五个子能级其能级重心约为38300cm-1,f-d吸收和发射的斯托克斯频频移约为4500cm-1。当电子在5d-4f能级之间跃迁时,形成宽带吸收激发和发射光谱。在180-300 nm范围内有5个吸收带,峰值波长分别为220nm、238nm、275nm、290nm和303nm(一般在光谱上只能观察到0终4个峰值波长),但这5个激发带在其激发光谱中是可以区分的(对应于370nm处的发射)。YAP晶体的基本吸收边(带隙)约为7.6eV 温梯法生长Ce:YAG晶体?山西CeYAG晶体批发价

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高温闪烁晶体今后的发展趋势主要包括以下几个方面:  

第1,研究高温闪烁晶体中存在的各种点缺陷及其对闪烁性能的影响,真正实现无机闪烁晶体的分子优化与分子设计。

第2,寻求优化的高温闪烁晶体生长方法以及工艺技术。目前,多数高温闪烁晶体主要是通过提拉法生长的,探索改进的提拉法或其它的工程化生长工艺技术对研究开发高温闪烁晶体具有十分重要的意义。

第3,发展混合型高温闪烁晶体将是今后发展的趋势之一。例如,Ce:LuAP高温闪烁晶体具有十分诱人闪烁性能,但是在晶体生长过程中容易生成石榴石相,很难获得稳定的LuAP相,从而限制了晶体的使用.1近,研究表明,与Ce:LuAP晶体相比,混合型晶体Lux(RE3+)1-xAP:Ce (RE3+ = Y3+ or Gd3+)可以降低晶体生长难度以及生产成本,同时闪烁性能也比较理想。

第4,开展多掺杂以及探索新型发光离子的高温闪烁晶体也会逐步受到人们的重视。随着探测器件的小型化多功能化的迅猛发展,具有多种探测功能的复合闪烁探测单晶材料将会成为一个研究热点。另外,探索其它发光中心离子的闪烁性能也将会逐步引起人们的关注,特别对能与现有的探测设备耦合匹配,容易掺杂等激发离子的研究。 CeYAG晶体厂家供应

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