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。 退火和辐照对纯YAP和Fe:YAP晶体吸收谱有影响吗?江西专业加工CeYAP晶体
Ce: YAP晶体自吸收机制分析
从以上实验可以看出,存在自吸收的累积效应,随着厚度和浓度的增加而增加。在氧气氛中退火后,自吸收增加,而在还原气氛中,自吸收减少。自吸收随ce离子浓度的增加而增加,与Ce离子有明显的相关性,说明杂质离子引起自吸收有两种可能:一种可能是Ce原料附带的;另一种可能是其他原料中的杂质可以与Ce离子相互作用形成吸收中心。如果Ce原料上有杂质附着,CeO2原料纯度为5N,Ce离子的熔体浓度小于0.6%,两者之间的倍增为0.1ppm数量级,那么这种杂质的可能性很小。 上海常规尺寸CeYAP晶体不同气氛生长Ce: YAP晶体 XEL谱和衰减时间谱?
闪烁过程的第二阶段0为复杂多变。空穴和电子的弛豫过程是不同的。内壳被电离的原子(A)可以通过辐射跃迁发射光子来弛豫,或者通过产生二次电子(俄歇电子)在没有辐射的情况下弛豫。一般没有辐射衰减的概率远大于辐射衰减的概率。像初级电子一样,俄歇电子通过散射电子和发射声子来损失能量。原子内壳层电子能级之间的辐射跃迁能一般等于X射线的能级这第二个X射线光子可以被另一个原子吸收产生新的深空穴和自由电子。结果,空穴从原子(a)的k层跑到l或m层,然后参与下一步的弛豫过程。因此,内壳含空穴原子(a)的弛豫过程是无辐射跃迁和辐射跃迁的叠加过程,所需时间一般为10-13 ~ 10-15s
需要注意的是,在高活化剂浓度的晶体中,也有可能是热电子碰撞激发了发光中心。电子和空穴在迁移阶段的能量损失取决于电子和空穴相对于发光中心的空间分布。如果激发路径中产生的电子空穴对位于发光中心附近,复合过程将是有效的;否则,这些电子或空穴将被俘获。在无机晶体中,各种杂质和晶格缺陷可以用作电子和空穴的陷阱。例如,离子晶体中的阴离子空位是电子的有效俘获中心。捕获电子的阴离子空位是稳定的电子缺陷,即F中心(如图1-3所示)。如果电子或空穴被深陷阱俘获,这些俘获的载流子将不会参与闪烁过程。掺杂到晶体中的活化剂也会导致陷阱的形成。当CsI和NaI含有超过0.02%的Tl时,将在晶体中形成复合活化剂中心(聚集体)。这些聚集体也是晶体中的深陷阱。因此,Tl掺杂浓度为0.02%至0.03%的NaI和CsI显示出比较大光输出CeYAP晶体低浓度与高浓度如何区分?
YAP晶体属于扭曲钙钛矿结构的正交晶系,可视为晶格常数A=5.328,B=7.367,C=5.178的Al-O 八面体,所有顶点共享而成的三维结构,其结构如图1-7所示。一个YAP原细胞中有四个YAP分子,晶体中有两种可以置换的阳离子位置:一种是扭曲的YO12多面00置(y3半径ry=1.02);另一个接近理想的八面00置(ral=0.53)。Ce3离子的半径为1.03,取代了YAP中具有C1h对称性的Y3离子。由于失真,实际配位数相当于8。
该体系中有三种稳定的化合物:(1) y3al5o12 (YAG),摩尔比为1)y2 O3al2o 3=:5;(2)摩尔比为2:1的单斜化合物y4al 2o 9(YAM);(3)摩尔比为1:1的氧化钇(YAP)。YAP是一种均匀熔化的化合物,从熔点到室温没有相变。 不同退火条件Ce:YAP晶体自吸收比较。河南专业生长CeYAP晶体订做价格
过渡金属掺杂对YAP晶体透过边有哪些影响?江西专业加工CeYAP晶体
由于温度梯度法在生长大尺寸晶体方面具有优势,有望通过温度梯度法生长大尺寸Ce:YAG晶体,并改进后期退火工艺,获得大尺寸、高性能的Ce:YAG晶体。首先,通过改进晶体生长炉的功率控制系统和重量传感系统,将晶体卸肩程序从30段增加到300段,提高了控制精度;重新设计坩埚和保温罩,并适当调整温度场工艺,解决了晶体形状无法有效控制的问题。成功生长出55mm180mm的大尺寸Ce: YAP晶体,晶体等径部分直径变化小于1 mm。
其次,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Ce4离子有一个电荷转移吸收峰,其半峰全宽接近100纳米。结果表明,降低Ce4离子的量可以压制Ce: YAP晶体的自吸收,Ce4离子可以明显猝灭Ce3离子的发光。 江西专业加工CeYAP晶体
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