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闪烁晶体的主要应用在哪里?吉林CeYAG晶体原料
铈离子掺杂氟化物闪烁晶体
一般来说,纯氟化物晶体的闪烁机制通常是CVL、STE等闪烁荧光机制,光衰减快,可广泛应用于快速闪烁计数领域。然而,氟化物闪烁晶体的光输出小,发射波长接近紫外,晶体的热力学性质差。为了提高氟化物闪烁晶体的性能,人们对掺铈氟化物闪烁晶体进行了研究。研究表明,在BaF2闪烁晶体中掺杂Ce3离子不但可以有效压制慢成分,提高快衰落光输出,而且可以提高晶体的辐照强度和热力学性能[52]。在LiBaF3晶体中掺杂铈离子也可以大提高晶体的闪烁性能[53]。 北京CeYAG晶体供应Ce:YAG生长周期是多久?
(Ce:YAG晶体-闪烁效率和光输出)
闪烁晶体的本质是一种能量转换器,所以能量转换效率()是表征所有闪烁晶体0基本的参数,是指闪烁晶体辐射的光子能量(Ep)与闪烁晶体吸收的总能量(er)之比。闪烁晶体发射光子的平均能量是发射的闪烁光子数。
光输出(LR)是反映闪烁体晶体,能量转换效率的重要的物理参数,是指闪烁体吸收并消耗1mV射线能量后发出的可见/紫外光子数。即闪烁过程中产生的闪烁光子数与闪烁晶体中光线或粒子损失的能量之比。
高温闪烁晶体今后的发展趋势主要包括以下几个方面:
第1,研究高温闪烁晶体中存在的各种点缺陷及其对闪烁性能的影响,真正实现无机闪烁晶体的分子优化与分子设计。
第2,寻求优化的高温闪烁晶体生长方法以及工艺技术。目前,多数高温闪烁晶体主要是通过提拉法生长的,探索改进的提拉法或其它的工程化生长工艺技术对研究开发高温闪烁晶体具有十分重要的意义。
第3,发展混合型高温闪烁晶体将是今后发展的趋势之一。例如,Ce:LuAP高温闪烁晶体具有十分诱人闪烁性能,但是在晶体生长过程中容易生成石榴石相,很难获得稳定的LuAP相,从而限制了晶体的使用.1近,研究表明,与Ce:LuAP晶体相比,混合型晶体Lux(RE3+)1-xAP:Ce (RE3+ = Y3+ or Gd3+)可以降低晶体生长难度以及生产成本,同时闪烁性能也比较理想。
第4,开展多掺杂以及探索新型发光离子的高温闪烁晶体也会逐步受到人们的重视。随着探测器件的小型化多功能化的迅猛发展,具有多种探测功能的复合闪烁探测单晶材料将会成为一个研究热点。另外,探索其它发光中心离子的闪烁性能也将会逐步引起人们的关注,特别对能与现有的探测设备耦合匹配,容易掺杂等激发离子的研究。 CeYAG晶体可以用于高能物理与核物理实验吗?
众所周知,钇铝石榴石(Y3Al5O12或YAG)单晶是一种优良的激光衬底材料和光学衬底材料。如Nd:YAG和Yb:YAG激光晶体已广泛应用于工业、**和医疗、科研等领域。特别是近二十年来,随着LD泵浦固体激光器的迅速发展,国际上对Yb:YAG激光晶体的研究掀起了高潮,出现了大量的文献报道。早期,为了研制可调谐激光晶体,人们研究了Ce:YAG晶体的光学特性。由于严重的激发态吸收,Ce:YAG晶体的研究停滞不前。1967年,Blasse发现Ce:YAG荧光粉具有优异的闪烁性能,但对其单晶的研究还没有得到足够的重视。直到1992 才提出Ce:YAG晶体作为闪烁材料,引起了人们的兴趣。然后,Moszynski[100]和Ludziejewski[101]分别于1994年和1997年对Ce:YAG晶体的闪烁特性进行了系统的研究,指出Ce:YAG晶体具有优异的闪烁特性。Ce:YAG衰减快,在550nm处发出荧光,适用于中低能射线粒子的探测。目前Ce:YAG高温闪烁晶体已经商业化,主要用于扫描电子显微镜(SEM)的显示元件,其生长方法主要是直拉法
近年来,Ce:YAG单晶薄膜荧光屏[103]和Ce:YAG陶瓷[104][105]等闪烁体以其独特的优势引起了人们的关注 Ce:YAG晶体圆片一般用在哪里?江西专业加工CeYAG晶体
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铈离子掺杂的铝酸钇(Ce:YAlO3或Ce:YAP)和钇铝石榴石(Ce:Y3Al5O12或Ce:YAG)高温闪烁晶体不但具有高光输出和快衰减的闪烁特性(见表1-9),而且YAP和YAG基质晶体还具有优良的物理化学特性(基本物理化学特性见表1-10)。它们的缺点是密度低有效原子序数小,但是它们可以广泛应用在中低能量射线和粒子探测领域中[45][49]。Ce:YAP和Ce:YAG是较为典型的两种高光输出快衰减高温无机闪烁晶体,对它们的生长特征、晶体缺陷以及光学闪烁性能等的研究,对研究和探索其它铈离子掺杂的高温闪烁晶体具有重要借鉴意义吉林CeYAG晶体原料
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