辽宁生长CeYAG晶体

时间:2021年02月21日 来源:

Ce:YAP晶体的光谱特性

Ce3离子的光谱是由不同宇称的5d-4f跃迁产生的,因此晶体场对光谱有重要影响。YAP晶体具有畸变的钙钛矿结构,属于正交晶系(晶胞参数分别为a=5.176,b=7.35,c=5.307),空间群为-pnma  [66]。在YAP晶格中,Al3离子在钙钛矿结构中占据C1位对称的b位,其配位数为8;Y3离子在此结构中占据C1h对称的A位,配位数为12。当Ce3离子进入YAP晶格时,Ce3离子取代了具有C1h对称性的Y3离子。4f1电子构型Ce3离子的基态由2F7/2和2F5/2组成。室温下,一个电子占据基态2f5/2。5d态在低对称晶场(C1h)的作用下分裂成五个子能级其能级重心约为38300cm-1,f-d吸收和发射的斯托克斯频频移约为4500cm-1。当电子在5d-4f能级之间跃迁时,形成宽带吸收激发和发射光谱。在180-300 nm范围内有5个吸收带,峰值波长分别为220nm、238nm、275nm、290nm和303nm(一般在光谱上只能观察到0终4个峰值波长),但这5个激发带在其激发光谱中是可以区分的(对应于370nm处的发射)。YAP晶体的基本吸收边(带隙)约为7.6eV 。Ce:YAG具有快衰减以及在550nm发射荧光,使得它可以应用于中低能量γ射线α粒子的探测等领域!辽宁生长CeYAG晶体

(Ce:YAG晶体)属于无机闪烁晶体一种。无机闪烁晶体,它的闪烁机理又是什么呢? 下面听我一一道来、、、、、、一般的来说,在将高能射线或粒子,转化为低能光子的过程中,无机闪烁晶体会经历各种微观过程,如一级和二级电离和激发、电子-空穴、光子和激子的迁移、电子和电子之间、电子和声子(矩阵)之间的弛豫、电子-空穴对的俘获,以及电子-空穴对和荧光中心之间的能量转移。无机闪烁晶体,吸收高能射线或粒子后发生的主要物理过程,=山东抛光CeYAG晶体Ce:YAG生长周期是多久?

闪烁过程的三个步骤(a  . 电子空穴对产生;电子空穴被传送到发光中心;c  .从发光中心辐射的荧光)到闪烁的总效率。在以上三个参数中,很难建立能量传递的理论模型,因此很难计算出S  [51][56]。可以肯定的是,无机闪烁晶体中的各种缺陷会俘获电子空穴对,使S值 大降低。与参数s相比,参数和q可以从理论上计算出来。

根据罗宾斯[19]和阿雷米普奇[51]提出的模型。公式中,Ei为电离能;是产生实际产生一个电子空穴对所需的能量;k为能量损失分数,与高频介电常数(),静电常数()和光学纵模声子能量()有关。Lf是电子(或空穴)损失的能量分数。

温度梯度法生长Ce:YAG高温闪烁晶体的优点是:(1)温度梯度法生长过程中,坩埚、晶体和加热区不移动,消除了机械运动引起的熔体涡流。晶体生长在稳定的温度梯度场中,在一定程度上压迫了熔体涡旋和对流,可以消除固液界面的温度和浓度波动,避免过多的缺陷;(2)新生长的晶体被熔体包围,从而可以控制其冷却速率,以降低晶体的热应力和由此产生的缺陷,如裂纹和位错;(3)与通常的直拉法相比,温度梯度法采用Mo坩埚,不但可以生长更大的单晶,而且降低了成本;(4)温度梯度法的整个生长体系处于弱还原气氛中,对于生长掺Ce3的高温闪烁晶体具有一定的优势。


当然,为了获得高质量、大尺寸的Ce:YAG高温闪烁晶体,需要根据YAG晶体的特性优化生长系统的温度场,即采取必要的措施调整生长系统,使晶体的固液界面平整,从而克服YAG晶体刻面生长严重的问题。


铈离子掺杂高温闪烁晶体的研究?

Ce:YAG高温闪烁晶体不但具有闪烁性能,而且具有良好的光脉冲分辨射线和粒子的能力,能与硅光二极管有效耦合,耐高温不潮解,可在极端条件下应用。因此,用Ce:YAG与硅光二极管耦合制成的闪烁探测器可普遍应用于低能射线、粒子等轻带电粒子的探测等核物理实验。此外,Ce:YAG单片机还可以作为扫描电子显微镜的显示元件,在大规模集成电路的检测中有着重要而普遍的应用。另外,与CsI:Tl闪烁晶体相比,Ce:YAG闪烁晶体响应小,光衰减快,在小于500Kev的能量范围内不潮解,有望部分替代CsI:Tl闪烁晶体。表1-11比较了Ce3360 YAG和CsI:Tl闪烁晶体的主要闪烁特性。由于Ce离子分凝系数小,通常在提拉法生长Ce:YAG的后期往往会产生组分过冷而严重影响了Ce:YAG晶体的质量。江西加工CeYAG晶体

CeYAG晶体可以用于安全稽查及反恐斗争吗?辽宁生长CeYAG晶体

钇铝石榴石闪烁晶体的光谱特性

在Ce:YAG晶体中,Ce3离子以D2对称性取代Y3位。在晶体场的作用下,4f1电子构型的Ce3离子基态分裂为2F5/2和2F7/2双态,其5d能级分裂为5个子能级,比较低5d子能级离基态约22 000波。钇铝石榴石晶体场作用下的自由Ce3离子及其能级结构如图1-9 [97]所示。在Ce:YAG闪烁晶体中,其吸收荧光光谱也属于F-D跃迁,具有宽带、衰减快的特点。在可见光范围内可以观察到4个特征吸收峰,峰值波长分别为223nm、340nm、372nm和460nm,对应于Ce3离子从4f到5d的亚能级跃迁。在室温下,其荧光光谱为500纳米至700纳米的宽带光谱,峰值约为525纳米,对应比较低5d子能级至2F5/2基态能级[96]。如果高能射线入射,其荧光光谱向红色移动,发射波长为550纳米,可以很好地与硅光二极管[100][106]耦合。 辽宁生长CeYAG晶体

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