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。 Ce:YAG晶体有<111>晶向的吗?品质优的CeYAG晶体方法
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定制CeYAG晶体检测CeYAG晶体可以用于安全稽查及反恐斗争吗?
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。
此外,在较高浓度或温度的情况下,闪烁晶体中的发光中心也可以通过浓度或热猝灭产生较短的光衰减,但这往往伴随着晶体光输出的降低。
闪烁晶体的品质因数
Birks[13]第1次将品质因数(m)的概念引入无机闪烁晶体的表征中。品质因数是指闪烁晶体的光输出与光衰减的比值。
铈离子掺杂无机闪烁晶体的研究现状
由于铈离子掺杂的无机闪烁体通常具有高光输出和快速衰减的特点,因此从20世纪80年代末和90年代初开始,国内外对铈离子掺杂的无机闪烁体进行了大量的研究和探索[40]-[50],涉及的闪烁体包括氟化合物、溴化物、氧化物和硫化物等无机闪烁体
Ce:YAG是提拉法生长的吗?
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) Ce:YAG晶体属于立方体系吗?江苏111方向CeYAG晶体厂家报价
Ce:YAG晶体的熔点能达到多少?品质优的CeYAG晶体方法
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 品质优的CeYAG晶体方法
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