海南品质优的CeYAP晶体

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。从光学上说，YAP是一种负双轴晶体。海南品质优的CeYAP晶体

(Ce3离子5d态的能量较低，与4f态的高能级重叠。所以4f电子会被激发到5d态，从5d态回到4f态会发光。由于5d轨道位于5s5p之外，不像4f轨道那样被屏蔽在内层，所以很容易受到外场的影响，使得5d态成为能带而不是离散能级。从这个能带到4f能级的跃迁成为带谱。

作为自由离子，Ce3的4f和5d能级差为6.134 eV  (202nm/49340cm-1) [14]。在晶体场的作用下，4f和5d之间的能级距离普遍减小。晶体场力越大，能级间距越小。从前面的讨论可以看出，4f能级在内层被屏蔽，基本不受晶场影响。5d态被晶体场分裂，导致4f和5d能级重心距离缩短。P. Dorenbos认为，晶体场引起的5d能级分裂程度取决于Ce3周围阴离子多面体的大小和形状[15]。基于Ce3离子以上独特的能级结构和发光特性，以Ce3离子为激发离子的无机晶体一般光输出高，衰减时间快，更适合作为闪烁晶体。 超薄片CeYAP晶体供应不同离子掺杂对CeYAP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。

电子空穴对的产生

假设具有中等能量(小于0.1兆电子伏)的X射线或伽马射线量子与闪烁体或任何凝聚物质相互作用。在这种情况下，光电效应占主导地位，在原子的内壳层(通常是K层)会产生一个空穴和一个自由或准自由电子。这个过程可以表示为一个原子A在固体中的单个电离反应：

A  h  A  e

这里，h替代完全被固体吸收的入射光量子的能量，产生的一次电子的能量等于HEk，其中Ek是原子A的K电子壳层的能量(对于NaI和CsI晶体中的I原子，Ek约为33 KeV)。 哪里可以买到CeYAP晶体？

另一个类似于辐射长度的物理量叫做摩尔半径(RM):RMX0 (Z  1.2)/37.74(1.13)

小摩尔半径有利于减少其他粒子对能量测量的污染。吸收系数、辐射长度和摩尔半径与晶体密度直接或间接成反比。因此，寻找高密度闪烁晶体已成为未来闪烁晶体的一个重要研究方向。为了减小探测器的尺寸和成本，希望探测器越紧凑越好。因此，要求闪烁晶体在防止辐射方面尽可能强，表现为晶体的吸收系数大、辐射长度短、摩尔半径小。

晶体中e3的电子结构、能级结构和发光特性

表1-3给出了镧系元素的电子壳层结构和离子半径。从表中可以看出，Ce元素的电子结构为[Xe]4f15d16s2，所以Ce3的电子结构以[Xe]4f1为特征，Ce3的内部电子结构为惰性原子结构，0外层只有一个电子结构，所以Ce3在晶体中具有独特的能级结构和发光特性[10-12]:

(1)Ce3离子的一个电子在4f能级上L=3，在5d能级上L=2，它们的宇称不同，所以Ce3离子的5d-4f跃迁是允许的电偶极子跃迁。在这个允许的5d-4f跃迁中，电子在5d能级的寿命很短，一般在低5d能级的30~100ns，所以作为闪烁晶体的发光中心，它的衰变时间很短。

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Ce:YAP晶体如何退火？海南品质优的CeYAP晶体

在康普顿闪光过程中，电子与X射线或其他高能射线发生弹性散射，使得高能射线的波长变长，这是吸收辐射能的主要途径之一。在康普顿效应中，单个光子与单个自由电子或束缚电子碰撞。在碰撞中，光子将部分能量和动量传递给电子，导致电子反冲。

电子-正电子对是指辐射能直接转化为物质的过程，也是高能粒子通过物质时无机闪烁晶体吸收高能射线的主要途径之一。要产生正负电子对，光子的总能量必须大于1.02MeV。 海南品质优的CeYAP晶体

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