河北生长CeYAG晶体

无机闪烁晶体和光电倍增管等光敏器件的耦合是XCT和正电子发射断层探测器的重要组成部分，在核医学成像领域占有非常重要的地位。目前，BGO晶体主要用于聚酯领域。1995年出现的Ce:LSO和Ce:LuAP晶体比BGO晶体具有更高的光输出和更快的时间衰减常数，因此被认为是下一代PET商用设备的优先材料，其主要闪烁见下表1-4 [29]-[32]。近日，美国CTI公司用Ce:LSO晶体[29]制作了新一代小型PET探测器样机。此外，闪烁晶体如Ce:GSO和Ce:YAP在核医学成像领域有重要应用[[30]。Ce:YAG无机闪烁晶体的性能表征有哪些？河北生长CeYAG晶体

有效原子序数和密度(Zeff)

闪烁晶体的有效原子序数(Zeff)和密度直接或间接决定了辐射与物质的相互作用机制和辐射的阻挡能力。在X射线或低能射线探测领域，为了增加射线的光电效应截面，往往需要闪烁晶体具有较大的有效原子序数Zeff，而在高能射线应用领域，则需要有较高的密度来提高晶体的截止能量

物质的有效原子序数可由公式计算：

式中，Wi为构成晶体的原子I的重量百分比，Zi为构成晶体的原子I的有效原子数。从公式中可以看出，大的有效原子序数往往与重密度不一致。此外，在许多场合下，经常使用吸收系数()、辐射长度(X0)和摩尔半径(RM)来代替晶体的有效原子序数或密度来表征无机闪烁晶体的性能。这些性能参数与晶体的密度()和有效原子序数(z)之间的关系如下[14][24]。

，RMX0 (Z  1.2)/37.74(1.12)

(ne是晶体中的电子密度和吸收截面，a是原子量) 山西CeYAG晶体供应研究表明，Ce:YAG晶体的闪烁性能对Ce3+离子浓度有较强的依赖关系。

高能物理和核物理实验

随着核物理和高能物理的发展，出现了一个必须解决的问题，那就是粒子质量的起源。为了理解这个问题，世界上正在建造能量不断增加的大型对撞机和加速器。这些装置上用来测量各种质子、电子、Uons、介子等粒子能量的探针称为电磁量热仪，闪烁晶体是构建电磁量热仪的中心材料。例如，美国斯坦福线性加速中心(SLAC)、日本高能研究所(KEK)使用CsI(Tl)晶体进行Babar和BELLE实验、欧洲核中心(CERN)使用PbWO4晶体进行CMS实验等。表1-3列出了近年来世界上重要高能物理实验中使用的无机闪烁晶体[27][28]。表1-3近年来设计的晶体量热仪中使用的无机闪烁晶体

高能物理和核物理实验要求无机闪烁晶体密度高、衰减常数快、光输出高。此外，由于高能物理领域无机闪烁晶体数量巨大，合适的价格也是一个重要指标

高光输出快速衰减闪烁晶体的基本理论

闪烁效率和光输出

无机闪烁晶体的光输出(LR)直接由闪烁晶体的闪烁效率()决定。因此，研究闪烁晶体的转换效率在高光输出闪烁晶体的研究中起着重要的作用。许多文献[13]、[14]、[17]、[51]和[56]报道了闪烁材料闪烁效率的机理，并建立了许多理论模型。一般来说，根据闪烁体的闪烁机理(如1.1.1节所述)，闪烁的总量子效率()可以表示为发光中心的能量转换效率()、能量转移效率(S)和荧光量子效率(Q)的乘积 Cz-Ce:YAG的主要缺陷是什么？

Ce:YAP晶体中Ce3离子5d4f跃迁对应的荧光光谱为330 ~ 400nm之间的一个带，其峰值约为365 ~ 370nm。Ce3的光致发光强度以单指数形式衰减，其衰减常数在室温下约为16 ns[73]。高能射线和粒子激发产生的闪烁光衰减常数远大于16ns，一般在22-38 ns之间，也有慢成分和强背景[8][70]，如图1-5 [8]。这主要是由于Ce3离子中心电荷载流子的延迟复合。此外，Ce:YAP晶体的吸收光谱和荧光光谱受不同的生长方法和不同的后热处理工艺的影响很大。这主要是由于不同性质的色心的存在和ce离子的价态(Ce4对Ce3有猝灭作用[59])。因此，不同生长方法得到的Ce:YAP晶体的闪烁特性会有所不同。Baryshevsky等人【72】研究了直拉法和真空水平区熔法生长的YAP和Ce:YAP晶体的光谱特性，提出了这两种方法中的色心模型真空气氛中生长的晶体的色心是电子俘获色心，即F(VO  2e)和F  (VO  e)。直拉法的色心类型主要是空穴俘获色心，即Vc2-(Vc  h)和Vc-(Vc  2h)，出现在(f  -VC-)的构型中，如下图所示。下图所示光子频率为 1=277 nm， 2=410 nm， 3=602 nm， 4=666 nm， 5=520 nm， 6=615 nm， 7=333 nm。铈离子掺杂高温闪烁晶体的研究？抛光CeYAG晶体方法

研究Ce:YAG闪烁晶体中Ce离子分布特征，对研究YAG闪烁晶体的性能及其应用具有重要的现实意义。河北生长CeYAG晶体

铈离子掺杂的铝酸钇（Ce:YAlO3或Ce:YAP）和钇铝石榴石（Ce:Y3Al5O12或Ce:YAG）高温闪烁晶体不但具有高光输出和快衰减的闪烁特性（见表1－9），而且YAP和YAG基质晶体还具有优良的物理化学特性（基本物理化学特性见表1-10）。它们的缺点是密度低有效原子序数小，但是它们可以广泛应用在中低能量射线和粒子探测领域中[45][49]。Ce:YAP和Ce:YAG是较为典型的两种高光输出快衰减高温无机闪烁晶体，对它们的生长特征、晶体缺陷以及光学闪烁性能等的研究，对研究和探索其它铈离子掺杂的高温闪烁晶体具有重要借鉴意义河北生长CeYAG晶体

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