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CeYAG晶体企业商机

  Ce:YAG晶体,属于无机闪烁晶体的一种。无机闪烁体是一种能将高能射线(X/射线,入射到其上的)或粒子转化为紫外光或可见光的晶体能量转换器。由无机闪烁晶体、光电倍增管或硅光电二极管以及后续的电子器件组成的闪烁探测器,可以将肉眼不可见的微观射线或粒子转化为可显示的信号或图像,供人们分析处理。所以闪烁探测器充当了人们认识微观世界的“眼睛”。一百多年前,康拉德伦琴(Conrad  Reentgen)使用CaWO4作为X射线荧光屏,这是第1个使用无机闪烁材料的例子
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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。 四川CeYAG晶体厂家Cz-Ce:YAG的主要缺陷是什么?

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。

钇铝石榴石闪烁晶体的光谱特性

在Ce:YAG晶体中,Ce3离子以D2对称性取代Y3位。在晶体场的作用下,4f1电子构型的Ce3离子基态分裂为2F5/2和2F7/2双态,其5d能级分裂为5个子能级,比较低5d子能级离基态约22 000波。钇铝石榴石晶体场作用下的自由Ce3离子及其能级结构如图1-9 [97]所示。在Ce:YAG闪烁晶体中,其吸收荧光光谱也属于F-D跃迁,具有宽带、衰减快的特点。在可见光范围内可以观察到4个特征吸收峰,峰值波长分别为223nm、340nm、372nm和460nm,对应于Ce3离子从4f到5d的亚能级跃迁。在室温下,其荧光光谱为500纳米至700纳米的宽带光谱,峰值约为525纳米,对应比较低5d子能级至2F5/2基态能级[96]。如果高能射线入射,其荧光光谱向红色移动,发射波长为550纳米,可以很好地与硅光二极管[100][106]耦合。 CeYAG晶体可以用于安全稽查及反恐斗争吗?

铈离子掺杂氧化物和硫化物闪烁晶体与卤素化合物晶体相比,氧化物晶体具有优良的热力学性能以及稳定的化学性质等优点。因此,铈离子掺杂的无机氧化物闪烁晶体包括铝酸盐、硅酸盐、硼酸盐以及磷酸盐等晶体受到人们的极大重视并被普遍研究[9]。表1-8总结了铈离子掺杂氧化物闪烁晶体的基本闪烁性能[9]。从表中可以知道,多数铈离子掺杂的氧化物闪烁晶体具有高光输出和快衰减等特征,尤其是铈离子掺杂的铝酸盐和硅酸盐闪烁晶体具有诱人的闪烁性能,如Ce:YAP,Ce:YAG,Ce:LSO和Ce:LuAP等无机闪烁晶体,被誉为新一代高性能无机闪烁晶体提拉法生长Ce:YAG晶体?北京口碑好的CeYAG晶体

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多数铈离子掺杂的氟化物无机闪烁晶体的γ射线探测效率(∝ρZeff4)比较低,光输出还是不够高,而且无论如何其热力学性能还是比较差(大多数氟化物闪烁晶体易潮解),这些缺点限制了它们的普遍应用

然铈离子掺杂硼酸盐和双磷酸盐闪烁晶体也具有较好的闪烁性能,但是很难获得大尺寸的单晶而不被人们看好。

硫化物闪烁晶体由于具有较小的禁带宽度,铈离子掺杂的硫化物闪烁晶体还具有较快的光衰减以及较重的密度等特征。如:Ce:Lu2S3晶体具有高光输出(约30 000Photon/MeV),较快的光衰减(约32ns),较重的密度(约6.25g/cm3)和较高的有效原子序数(Zeff=66.8)等特征。但是硫化物晶体也十分难生长而不被人们看好。 广东CeYAG晶体原料

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