: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)。 气氛如何生长CeYAP晶体?河北超薄片CeYAP晶体订做价格
Ce:YAP作为闪烁晶体的真正研究始于T. Takada等人[41](1980)和R. Autrata等人[42](1983)的提议以及YAP晶体作为扫描电镜电子射线和紫外光子检测的研究。1991年,Baryshevky等人用水平区熔法生长了Ce:YAP闪烁晶体[43],然后研究了不同方法生长的Ce:YAP晶体的光学和闪烁性质[20]。1995年,Tetsuhiko等人[44]总结并重新研究了Ce:YAP晶体的光学特性。此后,大量文献[45-47]报道了Ce:YAP晶体的闪烁性质和应用,并对其闪烁机理进行了大量深入的研究工作。由于Ce:YAP高温闪烁晶体具有优异的闪烁性能和独特的物理化学性质,因此Ce:YAP高温闪烁晶体可广泛应用于相机、动物PET、SEM等检测领域[46][49-55]。目前,Ce:YAP闪烁晶体已有不同规格出售,主要采用直拉法和下降法生长。ce:yap的1.5.1.2晶体结构、生长、能级和光谱性质河北超薄片CeYAP晶体订做价格Ce:YAP晶体生长原料需要哪些?
ce : YaP晶体生长的温场调整
在晶体生长过程中,除了控制部分,坩埚形状和位置、保温罩结构、转速、拉速、气氛等因素都会对晶体质量产生影响。为了生长大尺寸晶体,有效改变晶体生长的温场和熔体对流状态,我们采用大直径铱坩埚进行生长,并设计了相应的保温罩系统。同时,在生长过程基本稳定后,我们通过适当改变氧化锆体系的结构和调整晶体生长的温场来寻求比较好的生长条件。
用原来的小坩埚(8050mm)生长大尺寸晶体时,晶体旋转产生的强制对流对熔体温场,有很大扰动,导致晶体直径控制问题,无法实现有效等径,从而影响晶体质量,如图3.6所示。所以我们选择了11080mm的铱坩埚,壁厚3 mm。
在晶体生长过程中,温场对晶体质量有重要影响[88]。静态下,温度场比较简单。主要考虑晶体的热传导和热辐射,可以得到晶体的温场沿轴向对称。当温度梯度沿轴向距离增大时,各分量(轴向/径向)呈指数下降,存在固液界面凹凸的临界条件。详细的计算过程和结果由Bu赖斯[97]给出。
因此,在吸收伽马量子后的10-10s内,离子晶体包含大量Vk中心和位于导带中的自由电子。Vk心脏在闪烁过程中起着重要作用。轴向弛豫也受到价带激子和(X22-)*分子中空穴组成的影响。对于高能激发,直接形成价带激子的概率比较低,而囚禁的激子可以通过Vk中心俘获自由电子形成。那么处于激发态的被囚禁的激子可以发射光子,这就是所谓的激子发光。这种发光源于导带中的电子和Vk中心之间的相互作用,一个Vke配置的自陷激子。这种发光具有与由晶体中的光致激发形成的阴离子激子发光相同的特征。碱金属卤化物晶体的本征激子发光只在低温下有效,此时空穴自陷形成的Vk中心是不动的。温梯法如何大尺寸CeYAG晶体生长?
Ce: YAP晶体的退火
刚出炉的Ce:YAP单晶由于内部热应力较大,在加工过程中容易开裂,提拉法生长的晶体明显,同时由于铈离子的价态(Ce2、Ce3、Ce4)不同,高温闪烁晶体中只有三价铈离子(Ce3)作为发光中心,因此不同的退火工艺条件对高温闪烁晶体的闪烁性能有重要影响。
对于空气退火,退火温度为1000 ~ 1600,恒温时间为20 ~ 30小时,1200以下升温/降温速率为50 ~ 100,1200时升温/降温速率为30 ~ 50。使用的设备是硅碳或硅钼棒马弗炉
流动氢退火,退火温度1200-1600,恒温时间20-36小时,1200以下升温/降温速率50-100/小时,1200升温/降温速率30-50/小时。 CeYAP晶体不同浓度如何辨别?江苏CeYAP晶体成本价
文献提出惰性气氛生长的纯YAP晶体很容易在波长小于280nm的紫外辐照下着色.河北超薄片CeYAP晶体订做价格
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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