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哪里可以定制Ce:YAG?CeYAG晶体质量保证
铈离子掺杂的硅酸盐和铝酸盐等氧化物闪烁晶体,由于具有较高的熔点(约为2000oC),因此称它们为高温无机闪烁晶体。这主要是相对于传统的卤素化合物(熔点小于1000oC)和BGO、PWO等闪烁晶体(小于1200oC)而言的。铈离子掺杂高温闪烁晶体不但具有高光输出快衰减等优良的闪烁性能,而且还具有优良的热力学性能,因此,近年来,高温闪烁晶体成为人们研究的热点
除了LuAG外,其它高温闪烁晶体具有较高的光输出和较快的光衰减,也就是具有高的M值(约为130~667)。高温闪烁晶体几乎可以应用于所有的闪烁探测应用领域中。例如,Ce:LSO和Ce:LuAP高温闪烁晶体被誉为新一代PET用的新型高温闪烁晶体[41]。另外,Ce:YAP和Ce:YAG高温闪烁晶体在中低能量射线或粒子探测领域有着普遍的应用 口碑好的CeYAG晶体技术指导Ce:YAG闪烁晶体的主要应用在哪里?
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。
显然,以NaI:Tl和BGO为表示的传统无机闪烁晶体已经不能满足闪烁晶体在许多应用领域对高光输出的快速衰减要求(前一节1.2.1.1描述的三个要求)。而且,随着闪烁探测器技术的快速发展,传统无机闪烁晶体的局限性将日益突出。另一方面,市场对高光输出快速衰减的新型无机闪烁晶体的需求将变得日益迫切。例如,为了提高PET探测器的时空分辨率,新一代PET探测器往往要求无机闪烁晶体具有更大的光输出、更快的衰减常数(小于100ns)和更高的密度(大于7g/cm3) [41]。显然,像BGO这样的闪烁晶体有很大的局限性。0近,美国的CTI公司使用新的闪烁晶体Ce:LSO [29]制作了一个具有高空间和时间分辨率(2毫米、30分钟和4毫米、10分钟)的PET原型。温梯法生长Ce:YAG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Ce:YAG一般有多少浓度的?山东常规尺寸CeYAG晶体
Ce:YAG晶体的硬度能达到多少?CeYAG晶体质量保证
ce:YAG晶体属于无机闪烁晶体,无机闪烁晶体机理2:电子空穴对的产生。由于原子内层电子能级之间的跃迁,会产生X射线,可能被闪烁体重新吸收,产生新的空穴和自由电子;另一方面,具有较高能量的初级光电子和次级俄歇电子主要通过下式(1.2)的级联电离过程弛豫以耗散它们的能量。
A + e A 2 e
A + 2 e A 3 e
另外,在电子-电子驰豫过程中,电子还可以通过在晶体中形成F、H以及其它的点缺陷而损失其能量。0终将在无机闪烁晶体中形成大量的导带电子、价带空穴以及芯价激子等。在闪烁的第二阶段,一些快速电子还会与原子的价电子相互作用而引起电子连续的集体振荡,形成元激子(Plasmons),其能量一般为10到20eV,寿命为10-15秒。闪烁晶体中的元激子会衰减为电子空穴对。 CeYAG晶体质量保证
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