铈离子掺杂的高温闪烁晶体具有高光输出快衰减等闪烁特征,是无机闪烁晶体的一个重要发展方向,而Ce:YAP和Ce:YAG是其中较有优势的晶体。随着应用需求的变化,对闪烁晶体尺寸的要求也在不断增加,生长大尺寸的闪烁晶体变得更为重要。同时国内目前生长的Ce:YAP 晶体普遍存在自吸收问题,导致光产额一直无法有效提高,且其机理至今仍不清楚。为了有效提高Ce:YAP 晶体的闪烁性能,解决其自吸收问题,提高晶体的发光强度,着重研究了Ce:YAP 晶体的自吸收机理。同时为了得到大尺寸高发光效率的Ce:YAG晶体,用温梯法尝试了大尺寸Ce:YAG晶体的生长,并对晶体的比较好热处理条件进行了摸索。本论文主要围绕大尺寸Ce:YAP晶体的生长及其自吸收问题,和温梯法大尺寸Ce:YAG晶体的生长和退火研究,以真正提高晶体的实用性能。 Ce:YAP一种典型的无机闪烁晶体,具有高光输出和快速衰减特性,可广泛应用于各种闪烁检测领域。陕西CeYAP晶体推荐货源
由于存在电荷补偿效应,Ca2+ 离子进入格位后容易在Ce: YAP 中产生缺陷,一方面在晶体生长时引起Ce3+ 离子转化成Ce4+,同时也增加了氧空位等缺陷,且Ca2+ 离子本身取代Y3+ 位带负电性,也容易作为空穴吸收中心,因此Ce3+ 的衰减时间明显增大,并且发光强度也相应降低。Si4+ 离子在一定程度上可以***Ce4+ 的产生,同时减少氧空位等缺陷。Si4+离子掺质的Ce:YAP晶体虽然快成分比例有所降低,并且慢成分偏大,但快成分的衰减时间的比Ce:YAP有减小,因此有望通过优化掺杂比例,提高晶体闪烁性能。江苏质量好CeYAP晶体CeYAP晶体是感应炉生长的吗?
快电子不仅能和内壳层电子相互作用而且也能和价电子相互作用,这种相互作用产生电子统一体也就是等离子体的集体振荡。这种振荡出现的原因是离化过程中产生的自由电子的附加场和固体中的电子互相排斥引起的。这种集体的振荡表现为在晶体体积范围内的纵向电荷密度波动,可以认为是一些具有能量Ep = hωp的准粒子在运动,ωp是等离子体的频率。在绝缘体和半导体中,典型的等离子体能量Ep为10到20 eV,寿命约为10-15 s。一个快电子在通过晶体时,将在它身后留下一团等离子体,这些等离子体将衰减成电子-空穴对。
(1)籽晶的选择:籽晶的方向以及质量直接影响了提拉晶体的质量。对于YAP单晶体而言,由于晶体具有严重的各向异性,b轴的热膨胀系数较a,c轴大得多(a:4.2×10-6 oC-1,b:11.7×10-6 oC-1,c:5.1×10-6 oC-1),容易在生长过程中产生结构应力和相应的热应力,这些热应力还将促使晶体形成孪晶。为了减小这种影响,我们选择了〈100〉,〈010〉,〈001〉〈101〉等各方向的YAP籽晶,籽晶尺寸为Φ8×50mm。
(2)热场的选择:由于YAP晶体热膨胀系数以及热导率的轴向差异性,所以除了选择合适的籽晶外,更重要的是选择合适的温场环境。由于具有钙钛矿结构的YAP晶体的挛晶习性容易显露,为了克服挛晶的形成,需要在固液界面处以及整个生长腔内形成合适的温度梯度。
(3)生长气氛:由于采用中频加热法生长,且主要的保温材料均为高熔点绝热氧化物(ZrO2,Al2O3等),虽然在炉膛内充高纯氩气,但是整个提拉法系统中还是保持弱氧化性,使得Ce4+离子含量增多,研究表明,Ce4+离子对Ce3+离子发光具有猝灭效应。因此在生长过程中,我们通常为惰性气氛生长,并且尝试了弱还原气氛生长,其中惰性气氛为高纯氩气,弱还原气氛为高纯氩和高纯氢的混合气体(2-10%氢)。
Ce:YAP晶体生长过程详细介绍有吗?
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。无机闪烁晶体的闪烁机理是什么?黑龙江专业抛光CeYAP晶体
CeYAP可以用在哪方面?陕西CeYAP晶体推荐货源
在弱还原气氛下生长了Ce:YAP晶体,发现自吸收得到有效***,2mm厚度晶体透过边蓝移近30nm,荧光激发的发光强度提高了50%以上。同时研究了还原气氛生长对Ce:YAP晶体其他闪烁性能的影响。3.生长了不同价态离子掺杂的Ce:YAP晶体,以研究电荷补偿效应对Ce4+离子的***作用。结果发现两价离子对Ce:YAP晶体闪烁性能有很强的负面影响,四价离子则有于助提高晶体的部分闪烁性能。4.研究了Mn离子掺杂对Ce:YAP晶体性能的影响。发现YAP基质中Ce,Mn之间存在明显的能量转移过程。由于存在Ce3+离子的非辐射跃迁,Ce,Mn:YAP的衰减时间的快慢成分均变为原来的一半,其中快成分为10ns左右,其小尺寸样品可作为超快闪烁体应用。陕西CeYAP晶体推荐货源