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 YAP晶体是一种透明的畸变钙钛矿结构晶体?天津加工CeYAP晶体
首先,用提拉法生长大尺寸Ce: YAP晶体,包括改进生长设备和调整生长工艺。因为以前的生长工艺不适合生长大尺寸的Ce: YAP晶体,尤其是晶体形状、肩部和等径部分不能得到有效控制,影响晶体质量。为了解决存在的问题,我们改进了晶体生长炉的功率控制系统和重量传感系统,重新设计了坩埚和保温罩,并对温度场过程进行了适当的探索。
其次,研究了Ce:YAP晶体的自吸收机制。在实际应用中,国产Ce: YAP晶体存在严重的自吸收问题,直接影响晶体的发光效率。比较了铈离子浓度、退火、辐照和杂质对铈: YAP晶体自吸收的影响。通过分析Ce: YAP晶体的自吸收机制,发现在YAP中存在一个Ce4离子的宽带电荷转移吸收峰,其半峰全宽接近100纳米。结果表明,还原Ce4离子可以***Ce: YAP晶体的自吸收,Ce4离子可以明显猝灭Ce3离子的发光。 湖南生长CeYAP晶体不同浓度Ce:YAP晶体自吸收比较。
闪烁材料的发展历史可以大致分为三个阶段。第一阶段是发现伦琴射线后初次使用CaWO4作为成像物质;随后,克鲁克斯使用硫化锌材料探测和记录放射性材料发出的辐射,卢瑟福使用硫化锌材料研究粒子的散射。
第二阶段,随着霍夫施塔特,对NaI(Tl)闪烁材料的研究和开发,发现了一系列纯的和掺杂的碱金属卤化物晶体,然后在20世纪50年代发现了第1个掺铈的玻璃闪烁体。在这一阶段发现的闪烁材料中,还包括快速发光成分为600ps的BaF2晶体。
第三阶段,即在过去的二十年左右,闪烁材料由于高能物理、核医学成像、地质勘探和科学及工业应用的需要而得到了极大的发展。
由于YAP晶体结构的各向异性,很难获得高质量的晶体,但由于其广阔的应用前景,人们对YAP晶体的生长过程做了大量的探索和研究[58-74]。国外生长的YAP单晶已达到50毫米,长约150毫米,重约1380克[75,76]。随着生长技术的提高,中科院上海光学力学研究所已经能够生长出直径为50 mm的大单晶,但形状控制和质量有待进一步提高。目前国内生长的Ce: YAP晶体仍存在出光率低的问题,其机理应该与自吸收有关,但尚未得到有效解决。
有人计算过YAP晶体的能带结构[77,78]。结果表明,该氧化物晶体的价带顶端由未结合的O2-离子组成,而价带he心主要由O2-离子的2S能级和Y3离子的4P能级的混合物组成。导带底部主要由Y3离子的4d和5S轨道组成,而Al3的3d能级在导带中占据较高的能级位置。YAP晶体的禁带宽度为7.9 eV,主要由Y-O相互作用决定,而不是Al-O相互作用。文献[26]中也报道了YAP晶体的带隙为8.02 eV。 温梯法如何大尺寸CeYAG晶体生长?
除了主要掺杂的铈元素外,锆元素占很大比例,其含量超过10ppm,这应该是由于生长过程中少量氧化锆绝缘盖碎片落入熔体中造成的,但锆对YAP: Ce晶体[104]的闪烁特性有一定的积极影响。其他元素的含量太小,不足以引起足够数量的吸收中心。但晶体生长所用原料的纯度为5N,测量结果表明总杂质含量大于1ppm,已经超出纯度限值一个数量级。过量的杂质可能来自晶体生长过程或配料过程,因此在未来的生长和制备过程中应注意可能的杂质污染。
在排除杂质的情况下,主要考虑基体和掺杂元素本身。不同气氛退火引起的自吸收效应相反,与温度呈逐年关系,说明自吸收与离子价态的变化有关,与ce的掺杂浓度成正比。我们认为,比较大的自吸收可能是Ce离子本身,即Ce4通过氢退火转化为Ce3,削弱了自吸收,而氧退火增强了自吸收,Ce浓度越大,Ce4离子的数量相应增加。
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闪烁材料的发展历史可以大致分为几个阶段?。天津加工CeYAP晶体
:YAP晶体的生长过程
(1)籽晶:的选择籽晶的走向和质量直接影响直拉晶体的质量。对于YAP单晶,由于其严重的各向异性,B轴的热膨胀系数远大于A轴和C轴(A:4.2 10-6 oc-1,B:11.7 10-6 oc-1,C:5.1 10-6 oc-1),在生长过程中容易产生结构应力和相应的热应力。这些热应力也为了减少这种影响,我们选择了《100〉中的YAP 籽晶,〈010〉中的〈001〉中的〈101〉中的〈籽晶尺寸为8 50mm
(2)热场的选择:由于YAP晶体热膨胀系数和热导率的轴向差异,除了选择合适的籽晶外,选择合适的温度场环境更为重要。由于钙钛矿结构的YAP晶体的孪晶习性很容易揭示,为了克服孪晶的形成,需要在固液界面和整个生长室中形成合适的温度梯度。
(3)生长气氛:由于采用中频加热方式,主要保温材料为高熔点绝热氧化物(氧化锆、氧化铝等)。),虽然炉内充满高纯氩气体,但整个直拉法体系仍保持弱氧化,使Ce4离子含量增加。研究表明,Ce4离子对Ce3离子发光有猝灭作用。因此,在生长过程中,我们通常在惰性气氛中生长,并试图在弱还原气氛中生长,其中惰性气氛是高纯氩气体,弱还原气氛是高纯氩和高纯氢的混合气体(2-10%氢气)。 天津加工CeYAP晶体
上海蓝晶光电科技有限公司是一家光电技术领域内的技术开发、技术转让、技术服务、技术咨询,销售光电设备及配件、金属材料、五金交电,商务信息。晶体可以整颗出售(根据客户要求,定制晶体浓度),也可以根据客户要求的尺寸、光洁度加工。另接收来料加工的公司,致力于发展为创新务实、诚实可信的企业。上海蓝晶深耕行业多年,始终以客户的需求为向导,为客户提供***的激光晶体,闪烁晶体,光学晶体,光学元件及生产加工。上海蓝晶始终以本分踏实的精神和必胜的信念,影响并带动团队取得成功。上海蓝晶始终关注自身,在风云变化的时代,对自身的建设毫不懈怠,高度的专注与执着使上海蓝晶在行业的从容而自信。