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无机闪烁晶体(Ce:YAG)的闪烁机理之电子空穴对的产生

电子-空穴对的产生是入射高能光子和晶体中原子相互作用的结果。主要包括原子的电离和激发,电子-电子和电子-声子的弛豫,以及其他辐射和非辐射的能量耗散过程。众所周知,高能射线不能直接电离和激发无机闪烁晶体中的原子。相反,它们通过光电效应、康普顿效应和电子对效应产生的电子电离和激发晶体中的原子。当入射射线具有中等能量(几百KeV左右)时,主要发生光电效应,即高能射线与晶体中原子的内层电子(通常是K层)相互作用产生初级光电子。


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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 定制CeYAG晶体哪里可以定制Ce:YAG?

Ce:YAP晶体中Ce3离子5d4f跃迁对应的荧光光谱为330 ~ 400nm之间的一个带,其峰值约为365 ~ 370nm。Ce3的光致发光强度以单指数形式衰减,其衰减常数在室温下约为16 ns[73]。高能射线和粒子激发产生的闪烁光衰减常数远大于16ns,一般在22-38 ns之间,也有慢成分和强背景[8][70],如图1-5 [8]。这主要是由于Ce3离子中心电荷载流子的延迟复合。此外,Ce:YAP晶体的吸收光谱和荧光光谱受不同的生长方法和不同的后热处理工艺的影响很大。这主要是由于不同性质的色心的存在和ce离子的价态(Ce4对Ce3有猝灭作用[59])。因此,不同生长方法得到的Ce:YAP晶体的闪烁特性会有所不同。Baryshevsky等人【72】研究了直拉法和真空水平区熔法生长的YAP和Ce:YAP晶体的光谱特性,提出了这两种方法中的色心模型真空气氛中生长的晶体的色心是电子俘获色心,即F(VO  2e)和F  (VO  e)。直拉法的色心类型主要是空穴俘获色心,即Vc2-(Vc  h)和Vc-(Vc  2h),出现在(f  -VC-)的构型中,如下图所示。下图所示光子频率为 1=277 nm, 2=410 nm, 3=602 nm, 4=666 nm, 5=520 nm, 6=615 nm, 7=333 nm。

当晶体被高能射线或粒子激发时,在外芯带和价带中形成空穴,芯带中的空穴和价带中的电子通过辐射结合产生CVL荧光。一般CVL只出现在含有Ba2+、Rb、Cs、K等离子体(主要是卤素化合物)的闪烁晶体中,这种闪烁晶体的光输出一般较低。BaCl2晶体的最大值为8600Ph/MeV,衰变时间为1.2ns

稀土离子的交叉构型转变机制。三价稀土离子,如Ce3、Pr3、Nd3等。往往具有电偶极子所允许的D-F交叉构型跃迁,产生紫外或可见荧光,而且光衰减特别快,通常十到几十纳秒。由于辐射寿命随着发射波长的减小而缩短(如等式(1.9)所示),所以光衰减随着Ce0R3-Nd3的离子序列而减小[21]。一般闪烁荧光的衰变常数sc小于离子辐射荧光的寿命r,主要是由于电子-空穴对的复合,如公式(1.4)所示:Ce3 h   Ce4,Ce4 e   (Ce3 ) *  HV。当然,如果晶体中有很多能量传递过程,闪烁光的衰减也会增加。 上海Ce:YAG晶体厂家有吗?

(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,=CeYAG晶体生长工艺有哪些?甘肃低浓度CeYAG晶体

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。超薄片CeYAG晶体现货

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。 超薄片CeYAG晶体现货

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