例如,在高能物理(HEP)或中能物理(IEP)实验中,光输出并不重要,但它要求晶体具有更快的时间衰减、更大的原子序数和密度等。然而,在PET等应用中,要求闪烁晶体具有高光输出、快速衰减和高密度。总之,许多应用领域要求闪烁晶体具有高光输出快速衰减和高密度的特性,特别是具有高光输出快速衰减的优异性能。可以预见,随着人类活动的扩大和科技水平的提高,以及闪烁探测器向小型化、紧凑化和精密化方向发展,不同的应用领域将动态要求无机闪烁晶体具有更好的闪烁性能和优异的物理化学性能[9]、[27]、[21]和[40]。 CeYAG晶体可以用于核天文学、核空间物理学、核考古学、核地质学以及核测量学等领域中?天津生长CeYAG晶体
当I (t)=i0/e时,t=就是所谓的光衰减常数。
光衰减常数是表征闪烁晶体光衰减的物理量,是表征无机闪烁晶体的重要物理量。几乎所有的闪烁计数应用都要求无机闪烁晶体具有快速的光衰减常数。根据荧光理论,电偶极子跃迁几率(Wr)的倒数为光衰减时间
其中c是光速,me是电子的质量,e是电子的电荷,f是振子强度,n是材料的折射率,是跃迁的光波长。从上面的公式可以推断出发射短波长闪烁光的晶体具有很小的光衰减常数。此外,杂质或热猝灭可以缩短晶体的光衰减,但这也会降低晶体的光输出 江西专业生长CeYAG晶体由于Ce离子分凝系数小,通常在提拉法生长Ce:YAG的后期往往会产生组分过冷而严重影响了Ce:YAG晶体的质量。
高能物理和核物理实验
随着核物理和高能物理的发展,出现了一个必须解决的问题,那就是粒子质量的起源。为了理解这个问题,世界上正在建造能量不断增加的大型对撞机和加速器。这些装置上用来测量各种质子、电子、Uons、介子等粒子能量的探针称为电磁量热仪,闪烁晶体是构建电磁量热仪的中心材料。例如,美国斯坦福线性加速中心(SLAC)、日本高能研究所(KEK)使用CsI(Tl)晶体进行Babar和BELLE实验、欧洲核中心(CERN)使用PbWO4晶体进行CMS实验等。表1-3列出了近年来世界上重要高能物理实验中使用的无机闪烁晶体[27][28]。表1-3近年来设计的晶体量热仪中使用的无机闪烁晶体
高能物理和核物理实验要求无机闪烁晶体密度高、衰减常数快、光输出高。此外,由于高能物理领域无机闪烁晶体数量巨大,合适的价格也是一个重要指标
闪烁过程的三个步骤(a . 电子空穴对产生;电子空穴被传送到发光中心;c .从发光中心辐射的荧光)到闪烁的总效率。在以上三个参数中,很难建立能量传递的理论模型,因此很难计算出S [51][56]。可以肯定的是,无机闪烁晶体中的各种缺陷会俘获电子空穴对,使S值 大降低。与参数s相比,参数和q可以从理论上计算出来。
根据罗宾斯[19]和阿雷米普奇[51]提出的模型。公式中,Ei为电离能;是产生实际产生一个电子空穴对所需的能量;k为能量损失分数,与高频介电常数(),静电常数()和光学纵模声子能量()有关。Lf是电子(或空穴)损失的能量分数。 CeYAG晶体可以用于油井勘探吗?
铈离子掺杂氯溴化物闪烁晶体铈离子掺杂氯溴化合物闪烁晶体的主要闪烁性能见下表1-7所示[9]。和铈离子掺杂的氟化物闪烁晶体相比,大多数氯溴化物闪烁晶体具有更小的γ射线探测效率,而且这些晶体的光衰减较长,慢成分较强。但是,值得注意的是表1-7中的5mol%和10mol%掺杂的Ce:RbGd2Br7闪烁晶体具有非常好的闪烁性能,首先,它比NaI:Tl晶体有更高的闪烁探测效率和光输出;发射90%的闪烁光所用的时间与NaI:Tl晶体相当,并且其相应上升时间短;另外,在已知闪烁晶体中,它在662KeV处具有比较好的能量分辨率(约为4%)[9]。但是,与其它卤素化合物闪烁晶体一样,Ce:RbGd2Br7晶体易潮解而且非常脆,热力学性能差哪里可以定制Ce:YAG?上海专业生长CeYAG晶体
铈离子掺杂高温闪烁晶体的研究?天津生长CeYAG晶体
在Ce:YAG晶体中,Ce3离子以D2对称性取代Y3位。在晶体场的作用下,4f1电子构型的Ce3离子基态分裂为2F5/2和2F7/2双态,其5d能级分裂为5个子能级,比较低5d子能级离基态约22 000波。在Ce:YAG闪烁晶体中,其吸收荧光光谱也属于F-D跃迁,具有宽带、衰减快的特点。在可见光范围内可以观察到4个特征吸收峰,峰值波长分别为223nm、340nm、372nm和460nm,对应于Ce3离子从4f到5d的亚能级跃迁。在室温下,其荧光光谱为500纳米至700纳米的宽带光谱,峰值约为525纳米,对应比较低5d子能级至2F5/2基态能级。如果高能射线入射,其荧光光谱向红色移动,发射波长为550纳米,可以很好地与硅光二极管耦合。天津生长CeYAG晶体
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