山东定制CeYAG晶体

时间:2021年03月03日 来源:

当无机闪烁体中电子(空穴)的能量小于电离阈值时((Ce:YAG属于无机闪烁体),电子(空穴)开始与晶格相互作用,即所谓的电子-声子弛豫或热化。在热化过程中,电子和空穴分别向无机闪烁晶体导带的下部和价带的上部移动,终形成一定数量的热化电子空穴对,能量约为禁带宽度eg。


电子-空穴对的数量直接决定了无机闪烁晶体的光输出。假设产生一对电子-空穴对所需的平均能量为eh,光子的能量E全部被闪烁晶体吸收,那么无机闪烁晶体形成的电子-空穴对的数目Neh可以由下式表示

Neh=Ereh=Er/βEg Ce:YAG一般有多少浓度的?山东定制CeYAG晶体

深度剖析Ce:YAG晶体。Ce:YAG晶体属于无机闪烁晶体。发光中心的激发与发射之无机闪烁晶体中的发光中心,可分为本征发光中心和非本征发光中心。本征中心包括:,自陷激子(STE)、基质的组成原子,或原子团以及晶格中的杂质,或其他点缺陷。非本征发光中心,主要包括人工诱导的激发中心。发光中心主要通过依次捕获电子和空穴,或者依次捕获空穴和电子来激发。终,被激发的发光中心发出紫外或可见光子,即闪烁光的发射。

C + h → A+      C+ + e → (C)*       (C)* → hν   


上式表示了发光中心激发与发射过程:上式中发光中心C表示,空穴、电子:h、e表示,(C)*表示处于激发态的发光中心。 天津超薄片CeYAG晶体Ce:YAG闪烁晶体有哪些缺陷?

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

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。 有Ce:YAG晶体的光致荧光谱吗?

当光线与闪烁晶体相互作用时,晶体中电子空穴对Neh的数量直接影响晶体的光输出。假设电子空穴对转化为闪烁光子的效率为(与从电子空穴对到发光中心的能量转移效率和发光中心的量子效率有关),可以得出:

无机闪烁晶体的光输出主要与晶体成分(,Eg)、电子空穴向发光中心的能量转移效率和发光中心的量子效率()有关。

NaI:Tl闪烁晶体具有比较大光输出(约48,000 ph/mev)。将其他无机闪烁晶体的光输出与NaI:Tl晶体的光输出进行比较得到的相对值(%NaI(Tl))称为“相对光输出”。相对光输出通常用于表征无机闪烁晶体的光输出。

光衰减(衰减时间常数)

通常,在闪烁晶体中,闪烁光的强度从零瞬开始增加,并达到比较大值I0(t=0),然后闪烁光将指数衰减(当用一阶动力学处理时) CeYAG晶体可以用于高能物理与核物理实验吗?定制CeYAG晶体厂家供应

CeYAG晶体可以用于核天文学、核空间物理学、核考古学、核地质学以及核测量学等领域中?山东定制CeYAG晶体

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。山东定制CeYAG晶体

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