钇铝石榴石闪烁晶体的光谱特性
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。钇铝石榴石晶体场作用下的自由Ce3离子及其能级结构如图1-9 [97]所示。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[96]。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[100][106]耦合。 哪里可以定制Ce:YAG?云南口碑好的CeYAG晶体
高光输出快速衰减无机闪烁晶体的兴起
随着高能物理、核物理及相关科学技术的快速发展,传统无机闪烁晶体的缺点日益突出。寻找新的高光输出快速衰减的无机闪烁晶体具有重要的科学意义和巨大的市场价值。20世纪80年代末和90年代初,国际上掀起了对高光输出快速衰减的无机闪烁晶体的研究热潮。其中,1990年成立的隶属于欧洲核中心(CERN)的“水晶透明协作”研究小组,是由来自十几个国家的材料科学家、固体物理学家和探测器**组成的跨学科研究小组[39]。其主要目标是研究和开发新的无机闪烁晶体,以满足日益增长的大型强子对撞机(LHC)和其他高能物理实验对闪烁探测器的需求。 上海CeYAG晶体供应Ce:YAG闪烁晶体在小于500Kev能量范围其γ响应小,光衰减快,不潮解。
ce : YAG晶体的闪烁特性及其应用
Ce:YAG高温闪烁晶体不但具有闪烁性能,而且具有良好的光脉冲分辨射线和粒子的能力,能与硅光二极管有效耦合,耐高温不潮解,可在极端条件下应用。因此,用Ce:YAG与硅光二极管耦合制成的闪烁探测器可普遍应用于低能射线、粒子等轻带电粒子的探测等核物理实验。此外,Ce:YAG单片机还可以作为扫描电子显微镜的显示元件,在大规模集成电路的检测中有着重要而普遍的应用。另外,与CsI:Tl闪烁晶体相比,Ce:YAG闪烁晶体响应小,光衰减快,在小于500Kev的能量范围内不潮解,有望部分替代CsI:Tl闪烁晶体。
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]。 Ce:YAG闪烁晶体的主要应用在哪里?
有效原子序数和密度(Zeff)
闪烁晶体的有效原子序数(Zeff)和密度直接或间接决定了辐射与物质的相互作用机制和辐射的阻挡能力。在X射线或低能射线探测领域,为了增加射线的光电效应截面,往往需要闪烁晶体具有较大的有效原子序数Zeff,而在高能射线应用领域,则需要有较高的密度来提高晶体的截止能量
物质的有效原子序数可由公式计算:
式中,Wi为构成晶体的原子I的重量百分比,Zi为构成晶体的原子I的有效原子数。从公式中可以看出,大的有效原子序数往往与重密度不一致。此外,在许多场合下,经常使用吸收系数()、辐射长度(X0)和摩尔半径(RM)来代替晶体的有效原子序数或密度来表征无机闪烁晶体的性能。这些性能参数与晶体的密度()和有效原子序数(z)之间的关系如下[14][24]。
,RMX0 (Z 1.2)/37.74(1.12)
(ne是晶体中的电子密度和吸收截面,a是原子量) 铈离子掺杂高温闪烁晶体的研究?CeYAG晶体材料区别
Ce:YAG晶体的熔点能达到多少?云南口碑好的CeYAG晶体
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云南口碑好的CeYAG晶体
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