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 CeYAG晶体生长工艺有哪些?江苏111方向CeYAG晶体
虽然不同的应用领域对闪烁晶体的性能有不同的要求,但为了提高闪烁探测器的分辨率,通常要求无机闪烁晶体满足以下基本要求[9]:
(1)更高的光输出(> 2000张照片/兆电子伏)。这对闪烁探测器提高探测事件的时间、能量和位置分辨率具有重要意义。因为闪烁晶体的能量分辨率与1/成正比,而闪烁晶体的时间分辨率与;
(2)快速衰减时间(10-10-100毫微秒)。这对提高闪烁探测器的时间分辨率具有重要意义。一般来说,时间分离率与。特别是在快速闪烁计数领域,快速光衰减常数尤为重要。通常会
(3)重密度()和高有效原子序数(Zeff)。尤其是伽马射线的探测很重要,因为光电吸收效应正比于。同时,密度大意味着闪烁探测器的紧凑性 中国香港CeYAG晶体供应哪里可以定制Ce:YAG?
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
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。 上海Ce:YAG晶体厂家有吗?
当无机闪烁体中电子(空穴)的能量小于电离阈值时((Ce:YAG属于无机闪烁体),电子(空穴)开始与晶格相互作用,即所谓的电子-声子弛豫或热化。在热化过程中,电子和空穴分别向无机闪烁晶体导带的下部和价带的上部移动,终形成一定数量的热化电子空穴对,能量约为禁带宽度eg。
电子-空穴对的数量直接决定了无机闪烁晶体的光输出。假设产生一对电子-空穴对所需的平均能量为eh,光子的能量E全部被闪烁晶体吸收,那么无机闪烁晶体形成的电子-空穴对的数目Neh可以由下式表示
Neh=Er/ξeh=Er/βEg 铈离子掺杂高温闪烁晶体的研究?重庆***CeYAG晶体
研究表明,Ce:YAG晶体的闪烁性能对Ce3+离子浓度有较强的依赖关系。江苏111方向CeYAG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江苏111方向CeYAG晶体
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