三价铈离子(Ce3)是稀土离子中具有高荧光效率的活性离子,其发射峰可以很好地与光敏器件耦合。它可以掺杂到许多晶体基质中,实现闪烁发光。因此,人们对掺杂Ce3离子的各种闪烁材料做了大量的研究工作[9]-[12]。铈离子(Ce3+)具有4f1电子构型,基态由2F5/2和2F7/2组成。它的发光来源于5d-4f能级的允许电偶极子跃迁,其发射光谱一般是宽带的。由于其5d电子暴露,受晶场和电子云效应影响较大,图1-3显示了Ce3+在不同基体中的5d-4f失活能值[9]。可以看出,随着离子键的减弱,其失活能量降低,因此其发射波长也发生红移。铈离子在不同基质中的荧光性质有很大差异。铈离子掺杂的无机闪烁晶体不jin时间衰减快,而且光输出也很大,尤其是铈离子掺杂的高温氧化物闪烁晶体如Ce:LSO、Ce:YAG、Ce:LuAP等。近年来,掺铈高温闪烁晶体已成为国内外研究热点生长Ce:YAG晶体,需要退火吗?常规尺寸CeYAG晶体哪里买
(Ce:YAG晶体)属于无机闪烁晶体一种。无机闪烁晶体,它的闪烁机理又是什么呢? 下面听我一一道来、、、、、、一般的来说,在将高能射线或粒子,转化为低能光子的过程中,无机闪烁晶体会经历各种微观过程,如一级和二级电离和激发、电子-空穴、光子和激子的迁移、电子和电子之间、电子和声子(矩阵)之间的弛豫、电子-空穴对的俘获,以及电子-空穴对和荧光中心之间的能量转移。无机闪烁晶体,吸收高能射线或粒子后发生的主要物理过程,=江苏高浓度CeYAG晶体Cz-Ce:YAG的主要缺陷是什么?
深剖Ce;YAG晶体,隶属于无机闪烁晶体。无机闪烁晶体发光中心的激发和发射过程包括从热化电子-空穴对到发光中心的能量转移和发光中心的激发和发射。电子空穴对的能量转移效率取决于电子空穴相对发光中心的空间分布。如果电子空穴靠近发光中心,其能量转移效率高;相反,能量传递效率低。这种情况下,电子和空穴往往被晶体中的杂质或晶格缺陷俘获,形成各种F-H色心对。同时,电子-空穴对在与晶格相互作用时也会产生自陷,比如离子闪烁晶体中经常出现的Vk中心,这个Vk中心在本征离子闪烁晶体的发光机制中起着重要作用。
传统无机闪烁晶体的局限性
出现于20世纪40年代末的NaI:Tl闪烁晶体[1],可以说是第1代无机闪烁晶体材料的代替。它是一种无机闪烁晶体,具有比较高的光输出(约48000 pH/MeV),因此被广泛应用于高能物理、核物理、核医学等闪烁探测器领域[[6]。即使到现在,NaI:Tl闪烁晶体仍有大量的应用。但NaI:Tl闪烁晶体存在密度低(=3.67 g/cm3)、光衰减时间长(=230 ns)、计数率低、探测效率低、易潮解等缺点,严重限制了其应用。特别是在高能物理实验中,NaI:Tl闪烁晶体已经逐渐被BGO(Bi4Ge3O12)闪烁晶体[[27]所取代。BGO闪烁晶体是20世纪70年代发现的一种无机闪烁材料,因其具有有效原子序数大(zeff=74)和重密度(=7.13 g/cm3)等优异的闪烁性能,被广泛应用于核医学(XCT,PET)、高能物理和核物理实验等领域[3]、[4]和[27]。因此,BGO晶体被称为第二代无机闪烁晶体。但BGO晶体的缺点是光输出低(约为NaI:Tl的7-10%),光衰减慢(=300 ns),计数率低,限制了它的广泛应用。 。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!
铈离子掺杂高温无机闪烁晶体具有高光输出快衰减的闪烁性能及优良的物化特性,但是要将高温闪烁晶体广泛应用于各种闪烁探测领域中尚需时日。一方面,高温闪烁晶体属于非本征闪烁晶体,人为引入的激发中心在晶体中的分布对闪烁性能影响较大,同时激发中心与晶体中的各种缺陷的相互作用机制也比较复杂,使得晶体的闪烁性能更加依赖于生长方法以及后处理工艺等;另一方面,高温闪烁晶体具有较高的熔点使得大尺寸高质量闪烁晶体的生长较为困难Ce:YAG晶体有<111>晶向的吗?常规尺寸CeYAG晶体哪里买
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?常规尺寸CeYAG晶体哪里买
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 常规尺寸CeYAG晶体哪里买
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