(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晶体可以用于高能物理与核物理实验吗?北京110方向CeYAG晶体
(3)激子和类激子荧光机制。这种机制主要依赖于晶体中产生的自陷激子(STE)、电子缺陷激子或类激子激子以及闪烁体中产生闪烁荧光的电子或空穴[[21]。在一些卤素结合的无机闪烁晶体中,通常可以获得小于10ns的光衰减。例如,CdF2闪烁晶体的光衰减约为7ns。但由于激发能量必须与被激发的激子或类激子能量相同或相近,所以具有这种闪烁机制的无机闪烁晶体的光输出一般很低,STEs荧光往往在室温下被淬灭。尽管某些碱土氟化物晶体的ste在室温下具有大的光输出,但它们的光衰减接近毫秒。因此,具有这种发光机制的闪烁晶体只能用于特殊目的。110方向CeYAG晶体批量定制提拉法生长Ce:YAG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
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。 CeYAG晶体可以用于核天文学、核空间物理学、核考古学、核地质学以及核测量学等领域中?
温度梯度法生长Ce:YAG高温闪烁晶体的优点是:(1)温度梯度法生长过程中,坩埚、晶体和加热区不移动,消除了机械运动引起的熔体涡流。晶体生长在稳定的温度梯度场中,在一定程度上压迫了熔体涡旋和对流,可以消除固液界面的温度和浓度波动,避免过多的缺陷;(2)新生长的晶体被熔体包围,从而可以控制其冷却速率,以降低晶体的热应力和由此产生的缺陷,如裂纹和位错;(3)与通常的直拉法相比,温度梯度法采用Mo坩埚,不但可以生长更大的单晶,而且降低了成本;(4)温度梯度法的整个生长体系处于弱还原气氛中,对于生长掺Ce3的高温闪烁晶体具有一定的优势。
当然,为了获得高质量、大尺寸的Ce:YAG高温闪烁晶体,需要根据YAG晶体的特性优化生长系统的温度场,即采取必要的措施调整生长系统,使晶体的固液界面平整,从而克服YAG晶体刻面生长严重的问题。
CeYAG晶体可以用于油井勘探吗?加工CeYAG晶体生产厂家
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。北京110方向CeYAG晶体
工业CT的在线检测,无机闪烁晶体与光电倍增管或硅光电二极管耦合构成的探测器是工业XCT的重要组成部分,也是工业CT的中心技术之一。工业CT需要密度大、衰减快、光输出高的闪烁晶体,就像医用XCT一样。目前,CsI:Tl、BGO、CdWO4等无机闪烁晶体在工业CT在线检测领域具有潜力和巨大的应用前景[。
油井勘探,石油钻井有几千米深,伽马探头可以遥测地层特征,从而判断资源。世界石油勘探的三分之一是核测井的贡献。利用核测井技术可以快速准确地勘探和反映不同生产井的情况。核测井的经济效益0突出,年营业额估计几十亿美元。闪烁晶体作为油井探测器的探头,要求具有良好的能量分辨率(高光输出),更重要的是要求具有良好的温度特性(耐高温)、抗振动等力学特性。到目前为止,NaI:Tl仍被很广使用,但随着计数率和探测效率的提高,需要快速、高原子数的闪烁体。BGO的z值高于NaI:Tl,但温度特性较差,即BGO的输出光强随温度的升高而急剧下降。GSO:Ce似乎很有前途,因为该检测器无需冷却即可保持高检测效率
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