在大多数无机闪烁晶体中,经常显示两个或更多的光衰减时间常数,它们分别对应于快成分和慢成分。BaF2晶体是目前所有无机闪烁晶体中光衰减常数0快(约0.8ns)的闪烁材料。此外,BaF2还具有约600毫微秒的慢分量[5][52][21]。
在许多闪烁计数应用中,不只无机闪烁晶体的光衰减性能特别重要,其光输出性能也同样重要。因此,品质因数(M)通常用于表征无机闪烁晶体的性能,M指光输出与光衰减的比率[13]
一般来说,m值越大意味着检波器的信噪比越好。 无机闪烁晶体的一个重要发展方向,而Ce:YAG是其中较有优势的晶体。河北***CeYAG晶体
我们采用温梯法生长了Ce:YAG 晶体,原料采用高纯 Y2O3 (5N), CeO2 (5N) 和 Al2O3 (5N) 粉末,按照化学式 (Y0.997Ce0.003)3Al5O12 配料。生长方向 <111>,高纯 Ar 气氛,具体生长方法见第二章所述。如图 5-1,生长的晶体尺寸为Φ110×80mm,呈黄黑色,主要是由发热体质量欠佳造成的碳挥发物引起的。晶体*在放肩部位有两处小裂纹,外形绝大部分保持完整。生长出来的晶体经过高温空气退火 24 小时后,黑色基本消失。图 5-2 为晶体切片样品,样品经空气退火后加工,从图可见在晶体的中心位置仍有少量黑色物质,中心部分的碳污染无法消除说明退火不充分,经再次空气退火可完全消除。由应力仪下观察的结果(图 5-3)来看,晶体中无明显应力,也没有因小面生长现象而产生的**,说明晶体生长过程中固液界面较平。江西111方向CeYAG晶体厂家报价Ce:YAG闪烁晶体属于什么晶系?
Ce3+离子的光谱是由不同宇称的5d-4f跃迁所产生的,所以晶场对光谱具有重要的影响。YAP晶体具有畸变的钙钛矿型结构,属于正交晶系(晶胞参数分别为a=5.176Å, b=7.355Å,c=5.307Å),空间群为-Pnma[66]。在YAP晶格中,Al3+离子占据着钙钛矿型结构中C1格位对称性的B位置,其配位数为8;Y3+离子占据着该结构中C1h对称性的A位置,其配位数为12[73]。当Ce3+离子进入YAP晶格中,Ce3+离子取代具有C1h对称性的Y3+离子。4f1电子组态的Ce3+离子的基态由2F7/2和2F5/2两重态组成,在室温下,1个电子占据基态2F5/2;其5d态在低对称晶场(C1h)作用下分裂成5个子能级。Ce3+离子在YAP晶体中的能级图如1-4所示[67],其能级重心约为38300cm-1,f-d吸收和发射的斯托克斯频移约为4500cm-1。当电子在5d-4f能级之间跃迁时形成宽带吸收激发以及发射光谱。在180-300nm范围内对应5个吸收带,峰值波长分别为220nm,238nm,275nm,290nm和303nm(一般在图谱上只能观察到后面4个峰值波长),但在其激发光谱上5个激发带都可以分辨(对应370nm发射)。YAP晶体的基本吸收边(禁带宽度)约为7.6eV[73]。
无机闪烁晶体可用于安全检查和反恐斗争
安全检查和反恐斗争不但关系到人民生命财产的安全,也关系到国家和社会的利益,甚至关系到全世界的利益。美国“9.11”事件向世界爱好和平的人民证明了这一点。核探测技术在国际安全检查和反恐斗争中发挥着重要作用。例如,利用核技术检测机场列车中的行李和邮件,检测爆破和火灾等安全隐患,以及由公安和海关等部门检查BaF2和BGO等无机闪烁晶体是一种安全、可靠、快速、方便的有效方法,在该领域具有很大的应用潜力[37]。据统计,如果高效高密度无机闪烁晶体的价格能够控制在3美元/cm3的范围内,那么近十年在行李检查中的应用将超过10亿美元[[39]。因此,这是一个非常有吸引力的应用领域。 大尺寸Ce:YAG晶体的温梯法生长?
衰减时间测量我们主要采用同济大学物理系自行设计的脉冲X射线激发荧光寿命谱仪。该装置采用时间关联的单光子延迟法,能够同时产生两路信号,一路直接或间接(能够产生快时间触发)作为仪器的起始信号,另一路激发样品发光,由探测器探测作为仪器的终止信号。光源部分主要由Hamamatsu PLP-01 光脉冲控制器、LDH065激光器及N5084光激发X射线管组成。激光的脉冲宽度为98 ps,时间偏差为正负10 ps,重复频率从DC(直流)到10 MHz连续可调[94]。实际产生的X射线的脉冲宽度约为113 ps,优于北京同步辐射的脉冲宽度160 ps[95]。仪器时间分辨率为0.95 ns左右。
我们的 Ce: YAG(TGT)样品采用其他方法测试。其中激发源采用皮秒-纳秒脉冲产生器,基本工作原理是加速电子打到金属靶上而产生X射线轫致辐射,其平均能量大概在零点几MeV。由光电倍增管探测光信号,并用电流型瞬态方法研究其时间响应特性。
根据固体发光理论,材料的理想发光衰减时间谱一般可写成一个或几个指数衰减成分的迭加
Ce:YAG晶体的密度是多少?河北***CeYAG晶体
CeYAG晶体是闪烁晶体还是激光晶体?河北***CeYAG晶体
(3)时间分辨率高[77],辐照强度大[74]。闪烁晶体的时间分辨率正比于(τ/LR)1/2,τ为衰减常数,LR为光产额。因为Ce:YAP闪烁晶体具有高光输出快衰减,所以其时间分辨率高。对于60Co的γ-射线(能量限值为1Mev),其时间分辨率为160±8ps,对于22Na源其时间分辨率为230±14ps,这些值都与Ce:LuAP高温闪烁晶体的时间分辨率相当[77]。
Baccaro等[74]采用不同剂量60Co射线研究了Ce:YAP闪烁晶体的辐照强度,结果表明在较低剂量(10Gy)辐照前后晶体透过率几乎没有任何变化,但在较高剂量(3.5~100kGy),辐照后晶体透过谱的吸收边红移了约100nm。同时,由于晶体截至能量和光衰减的特性,尺寸为Φ25×15mm的Ce:YAP在5μR/h-1R/h曝光剂量下可以使用长达50年之久[75]。 河北***CeYAG晶体