1.1.1 不同退火条件Ce: YAP晶体自吸收比较为了比较不同退火条件退火对自吸收的影响，我们测量了相同厚度（2mm）和浓度（0.3%）的Ce: YAP晶体在不同温度和气氛退火后的透过，荧光和XEL谱。从图4-8可见，提拉法生长的Ce: YAP晶体氢气退火后透过边蓝移，自吸收减弱；氧气退火则透过边红移，自吸收增强。并且氢气退火的温度越高，自吸收越弱；氧气退火的温度越高，自吸收越强。但退火温度的上限为1600度左右，温度过高晶体容易出现雾状，导致基本无透过。CeYAP晶体是感应炉生长的吗？江西品质优的CeYAP晶体
1.1 无机闪烁晶体的闪烁机理闪烁体的本质是在尽可能短的时间内把高能射线或者粒子转化成可探测的可见光。通常高能射线与无机闪烁晶体相互作用存在有三种方式，光电效应，康普顿散射，正负电子对[8]。
光电效应中，一个离子吸收光子后，会从它的一个壳层中发射出光电子，光电子能量为光子能量和电子结合能之差。当该壳层的空位别外层较高能量的电子填充时，结合能会以X射线或者俄歇电子的形式释放出来。产生的X射线将在二次光电过程中北吸收，入射光的全部能量则被闪烁体所吸收。
康普顿闪射过程中，电子与X射线或者其他高能射线发生弹性散射，使高能射线波长变长，是吸收辐射能的主要方式之一。在康普顿效应中，单个光子与与单个自由电子或者束缚电子相碰撞，在碰撞中光子把部分能量和动量传递给电子，使之受到反冲 中国香港CeYAP晶体量大从优从光学上说，YAP是一种负双轴晶体。
(1) 电子空穴对的产生
假定一个具有中等能量(小于0.1 MeV)的X射线或者Gamma射线量子同一个闪烁体或者任何凝聚态物质相互作用，在这种情况下，光电效应占据主导地位，并将在一个原子的内壳层（通常是K层）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固体中某个原子A的单离化反应:
A + hν → A+ + e
此处hν**被固体完全吸收的入射光量子的能量，产生的初级电子的能量等于hν – Ek, 此处Ek是原子A的K电子层能量 （对于在NaI和CsI晶体中的I原子，Ek约等于33 KeV）。
闪烁过程的第二个阶段是**复杂也是**多种多样的。空穴和电子的弛豫过程是不同的。一个内壳层被离化的原子(A+)可以通过辐射跃迁发射一个光子进行弛豫也可以通过产生一个二次电子（俄歇电子）进行无辐射弛豫。通常，无辐射衰减的概率远大于辐射衰减的概率。俄歇电子和初级电子一样也通过散射电子和发射声子的方式损失能量。原子内壳层中电子能级之间辐射跃迁的能量一般和X射线的能量相当。这个二次X射线光子可以被另一个原子吸收产生一个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，然后参与弛豫过程的下一步。
Ce3+ 的电子结构，在晶体中的能级结构和发光特点
表1-3为镧系元素的电子层结构和离子半径。从表可知，Ce元素的电子结构为[Xe]4f15d16s2，所以Ce3+的电子结构特点为[Xe]4f1，Ce3+的内层电子结构为惰性原子结构，**外层只有一个电子的结构特点，因此Ce3+在晶体中具有独特的能级结构和发光特点[10-12]：
(1) Ce3+离子的一个电子在4f能级时L=3，而在5d能级时L=2，它们的宇称不一样，所以Ce3+离子的5d－4f跃迁是容许的电偶极子跃迁。在这种容许的5d－4f跃迁中，5d能级中的电子寿命非常短，一般在低的5d能级中为30~100ns，因此作为闪烁晶体的发光中心，其衰减时间特别短。
(2) Ce3+离子的5d态到2F7/2、2F5/2的跃迁所产生的两个发射带通常位于紫外和蓝区范围内。当5d能级受外场影响时，其能级位置降低很多，使其发射带延伸至红区。所以Ce3+离子的发射带位置的差别很大，它可以从紫外一直到可见区，其覆盖范围＞20000 cm-1。这样如此宽的变动范围是其他三价稀土离子所不及的。这种外场的影响是与基质的结构及其结合的键性有关的 不同离子掺杂对CeYAP晶体有哪些影响？
为了研究过渡金属可能对Ce: YAP晶体性能的影响，我们生长了Mn 离子掺杂的Ce: YAP 晶体，并与Mn: YAP和Ce: YAP 晶体进行了比较。选用Mn 离子一是由于Mn 对YAP 晶体的吸收谱影响很大；二是M. A. Noginov等人将Ce离子掺入Mn: YAP中来获得三价Mn离子[113]，Ce3+离子可以为Mn4+ 离子提供一个电子，使其变成三价：Ce3+ + Mn4+ → Ce4+ + Mn3+，正好研究Mn 对Ce离子价态变化的影响；而且Mn离子和Ce离子之间可能存在能量传递过程，对研究Ce: YAP晶体的闪烁性能会有一些参考作用。在弱还原气氛下生长了Ce:YAP 晶体，发现晶体的自吸收得到有效***.江西品质优的CeYAP晶体
不同厚度Ce:YAP晶体自吸收比较。江西品质优的CeYAP晶体
无机闪烁晶体的光输出主要与晶体的组成结构（β，Eg），电子空穴对到发光中心能量传递效率及发光中心的量子效率（α）有关。
NaI:Tl闪烁晶体具有比较大的光输出（约为48，000Ph/MeV）。将其它无机闪烁晶体的光输出与NaI:Tl晶体的光输出进行比较，所得的相对值（%NaI(Tl)）称作“相对光输出”。通常采用相对光输出来表征无机闪烁晶体的光输出。
（3）密度，线性吸收系数，质量吸收系数，有效原子序数，辐射长度，Moliere半径[7-9]。
在高能伽马射线探测应用中，高密度的无机闪烁晶体经常被用到。因为晶体密度高可以减少探测器的尺寸。
当强度为J0的入射辐照通过厚度为x的材料时，出射辐照的强度J可近似地表示为：
J=J0exp(-μx) (1.8)
其中μ为线性吸收系数。对于伽马射线而言，它们主要和固体中的电子相互作用，此时μ主要决定于固体中的电子密度ne和一个电子的吸收截面σe，所以线性吸收系数还可以表示如下：
μ= = ( 江西品质优的CeYAP晶体
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