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、能级和光谱性质不同离子掺杂对CeYAP晶体有哪些影响?中国台湾CeYAP晶体现货
2.一次电子和空穴,的弛豫即产生大量二次电子、空穴,光子、基本激子等电子激发;
3.低能二次电子和空穴,的弛豫(热化),即形成能隙宽度约为Eg的热化电子空穴对;
4.热化电子空穴将能量转移到发光中心并激发发光中心;
5.激发态的发光中心发出紫外或可见荧光,即闪烁光。
对于任何凝聚态物质,**个阶段是相似的。因此,为了便于讨论,我们将闪烁体中的物理过程分为两部分:(1)热化电子空穴对的产生(**个阶段);(2)发光中心的激发和发射。 天津品质优的CeYAP晶体不同厚度Ce:YAP晶体自吸收比较。
掺铈铝酸钇(Ce: YAP)和钇铝石榴石(Ce: YAG)高温闪烁晶体不jin具有高光输出和快速衰减的闪烁特性(表1-5),而且具有优异的物理化学性能(表1-6)。它们具有密度低、有效原子序数小的缺点,但可以广泛应用于中低能射线和粒子探测领域。Ce: YAP和Ce: YAG是两种典型的高光输出、快速衰减的高温无机闪烁晶体,已经在许多场合得到应用。对它们的生长特性、晶体缺陷和光学闪烁性能的研究,对其他铈离子掺杂的高温闪烁晶体的研究和探索具有重要的参考意义。
发光中心的激发和发射
闪烁过程的第四阶段可以称为迁移阶段,因为迁移的电子激发并向发光中心转移能量。通过电子空穴对与激子转移能量是可能的。在第一种情况下,通过依次捕获一个空穴和一个电子(电子复合发光)或者依次捕获一个电子和空穴(空穴复合发光)来激发发光中心。比如碱卤晶体中的Tl和Ag主要是通过电子复合发光。
Tl h Tl2,Tl2 e h
但是空穴复合发光也是可能的
Tl e Tl0,Tl0 h h
在无机晶体中,能量通过激子转移到发光中心的几率小于复合发光的几率。一般认为,在辐照过程中,低能激子数小于电子空穴对数。为了形成激子,入射电子(光子)的能量应该正好等于激子的能量 从光学上说,YAP是一种负双轴晶体。
作为未掺杂晶体的ceF3具有本征发光,而另一方面,以Ce为基质的晶体和以Ce为掺杂剂的晶体表现出与Ce3相同的5d4f跃迁发光。表1-2无机闪烁体中主要电子跃迁和发光中心的分类
对于闪烁体,一般要求其发光中心具有较高的辐射跃迁概率。表1-2总结了无机闪烁晶体中几种主要类型的发光中心。具有S20外层电子构型的类汞离子可以产生很高的光输出,但很难获得很短的衰变时间。Eu2也存在类似的情况。Ce3的5d4f跃迁是允许的跃迁,在各种衬底中既有高光输出又有快衰减时间。在室温下,陷激子的三线态-单线态跃迁只在某些基质中有效。
具有复杂阴离子的化合物如WO4和MoO4也显示出固有的发光。发光来源于电荷数高的过渡金属离子,0外层电子构型为np6nd0。有些化合物,如CdWO4和CaWO4,光输出很高。
在离子晶体中还观察到了一种新的内在发光:中心带上部和价带之间的跃迁,简称为中心-价带跃迁。这种发光跃迁衰减时间快(子纳秒级),但光输出低。 紫外辐照对Ce:YAP晶体自吸收有影响吗?专业生长CeYAP晶体注意事项
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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。中国台湾CeYAP晶体现货
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