无机闪烁晶体(Ce:YAG)的闪烁机理之电子空穴对的产生
电子-空穴对的产生是入射高能光子和晶体中原子相互作用的结果。主要包括原子的电离和激发，电子-电子和电子-声子的弛豫，以及其他辐射和非辐射的能量耗散过程。众所周知，高能射线不能直接电离和激发无机闪烁晶体中的原子。相反，它们通过光电效应、康普顿效应和电子对效应产生的电子电离和激发晶体中的原子。当入射射线具有中等能量(几百KeV左右)时，主要发生光电效应，即高能射线与晶体中原子的内层电子(通常是K层)相互作用产生初级光电子。
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同时，关于新型闪烁晶体及其应用的国际学术交流极其频繁和活跃。例如，关于新闪烁晶体及其应用的第1次国际会议“水晶2000”于1992年在法国夏蒙尼举行，由“水晶透明协作”小组主办。随后，研究合作小组分别于1994年、1995年、1997年、1999年和2001年在美国，荷兰，中国和俄罗斯举行了两年一次的新型闪烁材料学术研讨会[39]。这些研讨会极大地促进了具有高光输出和快速衰减的无机闪烁晶体的研究和发展。特别是铈离子掺杂的无机闪烁晶体，如Ce:YAP、Ce:LSO和Ce:LuAP，受到了极大的关注，被认为是新一代高光输出、快衰减的无机闪烁晶体材料[9][12][40][39]。辽宁加工CeYAG晶体。Ce:YAG具有快衰减以及在550nm发射荧光，使得它可以应用于中低能量γ射线α粒子的探测等领域！
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
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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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在50－60年代，人们就对YAP晶体进行了大量包括晶体结构及生长等方面的研究与探索，但主要是关于Nd:YAP激光晶体的报道。直到1973年，M.J. Weber等人第1次对提拉法生长Ce: YAP晶体的光谱性能作了较为系统的报导，并指出其在高能射线探测领域中的潜在应用[67]。真正将Ce:YAP作为闪烁晶体进行研究的却是从T. Takada等人（1980年）和R. Autrata等人[69]（1983年）提出并研究YAP晶体作为探测SEM电子射线和UV光子性能开始的。 1991年，Baryshevky等人又采用水平区熔法生长80×100×15mm的Ce:YAP闪烁晶体[70]，随后他又对不同方法生长的Ce:YAP晶体的光学及其闪烁性能进行了研究[72]。1995年，日本科学家Tetsuhiko等人总结并重新研究了Ce:YAP晶体的光学特征。之后，大量文献[74][77][78]－[84]报道了Ce:YAP晶体的闪烁性能及其应用，而且还对其闪烁机制作了许多深入的研究工作。由于Ce:YAP高温闪烁晶体具有优良的闪烁性能以及独特的物化性质，所以，Ce:YAP高温闪烁晶体可以广泛应用于gamma相机，动物PET， SEM以及X射线等探测领域中[75] [78]－[84]。目前，Ce:YAP闪烁晶体已经有不同规格的商品出售（主要由捷克的Crystur Ltd.公司提供），主要采用提拉法和下降法生长研究表明，Ce:YAG晶体的闪烁性能对Ce3+离子浓度有较强的依赖关系。陕西CeYAG晶体市场价格
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高光输出快速衰减闪烁晶体的基本理论
闪烁效率和光输出
无机闪烁晶体的光输出(LR)直接由闪烁晶体的闪烁效率()决定。因此，研究闪烁晶体的转换效率在高光输出闪烁晶体的研究中起着重要的作用。许多文献[13]、[14]、[17]、[51]和[56]报道了闪烁材料闪烁效率的机理，并建立了许多理论模型。一般来说，根据闪烁体的闪烁机理(如1.1.1节所述)，闪烁的总量子效率()可以表示为发光中心的能量转换效率()、能量转移效率(S)和荧光量子效率(Q)的乘积 河南品质优的CeYAG晶体
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