不同温度退火的Fe: YAP样品的吸收光谱和差分吸收光谱
是Fe: YAP样品在不同温度退火后的吸收光谱和微分吸收光谱。Fe: YAP晶体的吸收光谱在203纳米、246纳米、270纳米和325纳米附近有吸收峰。差示吸收光谱显示,氢退火后264 ~ 270纳米波长范围内的吸收明显减弱,氧退火后321纳米出现差示吸收峰。可以认为246 nm和270 nm处的吸收与Fe3有关,即Fe3和Fe2之间存在跃迁[102]。除了321nm处的吸收,YAP: Fe的几个吸收峰与纯YAP晶体的吸收峰有一定距离,这不能解释纯YAP(Ce: YAP)中的其他吸收峰与铁有关。 CeYAP晶体低浓度与高浓度如何区分?贵州CeYAP晶体成本价
二次电子或二次电子激发来表示二次、三次等电子、空穴、激子和等离子体。有时为了区分电子激发,能量较高的称为“射线”,而几个里德堡能量(1Ry=13.6 eV)甚至更低的称为“二次激发”。这种雪崩过程一直持续到产生的电子或光子不能产生进一步的电离。一旦电子(空穴)的能量小于电离阈值Et,它就开始与衬底的振动相互作用,这被称为电子-声子弛豫或热化阶段。在热化阶段,电子向导带底部移动,空穴向价带顶部移动。因此,电子-空穴对的能量0终将等于基质晶体的带隙能量Eg。在电子-声子弛豫过程中,电子-空穴对的数目保持不变。由于所有的电离过程0终都会形成电子-空穴对,我们可以假设初始激发的特征信息在长堆弛豫过程中丢失了。因此,0终产生的电子-空穴对Neh的数量与物质吸收的伽马量子的能量E或其他辐射能量成正比。这是产生一对热化电子空穴对所需的平均能量。对于离子晶体,它大约等于其带隙能量Eg的1.5到2.0倍;对于具有主要共价键的材料,例如半导体,它大约等于带隙能量Eg的3到4倍。发射声子损失的能量与基体吸收的总能量之比,对于离子晶体一般大于30%;对于半导体,比例一般大于60%。在许多情况下,无机闪烁体中由于热化而损失的能量占据了总能量损失的主要部分。 中国澳门加工CeYAP晶体Ca2+离子和Si4+离子掺杂对Ce : YAP晶体有哪些影响?
载流子也可以被晶格中的浅陷阱俘获(见图1-4)。这些俘获的载流子可以被热释放并参与复合过程,从而增加晶体的发射持续时间。
电子、空穴和激子的相互作用将导致局域化。许多离子晶体表现出一种有趣的现象,即价带空穴位于正常晶格中,这种现象被称为自陷。在热化过程中,空穴达到价带的顶部,并被限制在特定的阴离子中。对于碱金属卤化物晶体,这意味着一个卤化物离子转变成一个原子:X- X0。该卤原子X0将在一定程度上极化环境,并且该系统将显示出轴向弛豫,导致这种局部空穴被两个相邻的阴离子共享。这种状态被称为X2分子或Vk中心(图1.2)。在低温下(通常t <200 k),Vk核是稳定的,位于两个阴离子上的空穴称为自陷空穴,电离辐射后离子晶体形成自陷空穴的平均时间为10-11 s到10-12 s,这个时间比自由空穴和导带电子的复合时间短。因此,纯离子晶体中的大多数空穴很快转化为Vk中心。
c为光速,me为电子质量,e为电子电荷,为发光波长,f为发光跃迁的振子强度,n为闪烁体的折射率。显然,发射波长在紫外范围内的闪烁体和折射率较高的基体可能具有较快的衰减时间,这与一些实验结果是一致的。根据上述公式,电偶极子允许跃迁的0快衰减时间是几ns。事实上,大多数无机闪烁晶体都有两个或更多的衰变时间常数。对于具有两个衰减时间常数的晶体,发光强度随时间的变化可以表示如下:
J(t)=exp(-t/1) + exp(-t/2) (1.4)
上式中的(Nph)1表示衰变时间组分1中发射的光子数。当1小于2时,前者称为快衰减组分,后者称为慢衰减组分
(2)闪烁晶体的本质是能量转换器,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。如公式(1.5) [10]所示:
(1.5)
在上式中,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0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 温梯法如何大尺寸CeYAG晶体生长?
Ce: YAP晶体的红外光谱在4.9 um、4.0 um、3.7 um和3.1 um处有吸收带,这可归因于Ce3离子从2F5/2跃迁到2 F7/2[40]。紫外-可见吸收光谱在303 nm、290 nm、275 nm、238 nm处有吸收峰,这可归因于Ce3离子从2F5/2能级跃迁到5d能级。Ce: YAP晶体的d-f跃迁为宽带发射,峰值在365 nm。Ce 3的光致发光强度呈单指数形式衰减,室温下其衰减常数约为16-18ns[44][79]。由于YAP矩阵中的各种缺陷能级都能俘获电荷载流子,高能射线和粒子激发产生的闪烁光衰减常数远大于18ns,一般在22-38 ns之间,也有慢分量和强背景[43][80]。1.5.2铈:钇铝石榴石高温闪烁晶体的研究退火可以改变CeYAP材料中缺陷分布,进而改变材料的热力学和光释光灵敏度吗?质量好CeYAP晶体材料区别
YAP晶体在透射光中是无色的,在反射光中呈淡棕色。贵州CeYAP晶体成本价
铈离子掺杂的高温闪烁晶体具有高光输出和快速衰减等闪烁特性,是无机闪烁晶体的重要发展方向。Ce:YAP和Ce:YAG高温闪烁晶体具有良好的物理化学性质,在无机闪烁晶体中占有优势,在探测中低能粒子射线方面有很大的潜在应用。随着应用要求的变化,闪烁晶体的尺寸越来越大,生长大尺寸的闪烁晶体变得越来越重要。同时,国内生长的Ce:YAP晶体的自吸收问题长期存在,导致无法有效提高光产额。因此,解决自吸收问题,生长大尺寸Ce:YAP晶体对闪烁材料的研究和应用具有重要意义。贵州CeYAP晶体成本价
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