中国澳门CeYAP晶体哪家好

时间:2021年03月10日 来源:

(Ce3离子5d态的能量较低,与4f态的高能级重叠。所以4f电子会被激发到5d态,从5d态回到4f态会发光。由于5d轨道位于5s5p之外,不像4f轨道那样被屏蔽在内层,所以很容易受到外场的影响,使得5d态成为能带而不是离散能级。从这个能带到4f能级的跃迁成为带谱。

作为自由离子,Ce3的4f和5d能级差为6.134 eV  (202nm/49340cm-1) [14]。在晶体场的作用下,4f和5d之间的能级距离普遍减小。晶体场力越大,能级间距越小。从前面的讨论可以看出,4f能级在内层被屏蔽,基本不受晶场影响。5d态被晶体场分裂,导致4f和5d能级重心距离缩短。P. Dorenbos认为,晶体场引起的5d能级分裂程度取决于Ce3周围阴离子多面体的大小和形状[15]。基于Ce3离子以上独特的能级结构和发光特性,以Ce3离子为激发离子的无机晶体一般光输出高,衰减时间快,更适合作为闪烁晶体。 不同退火条件Ce:YAP晶体自吸收比较。中国澳门CeYAP晶体哪家好

上式(1.10)中的Wi是构成晶体的原子I的重量百分比,Zi是构成晶体的原子I的原子序数。

入射到晶体中的光子和电子(或正电子)在晶体中经过一定距离后能量下降到1/e。这个距离称为晶体的辐射长度(通常表示为X0)。它袋表闪烁体对辐射的截止能力。从上面的定义可以得出结论:

X0=1/ (1.11)

可以看出,辐射长度(X0)与吸收系数()成反比,所以吸收系数越大。辐射长度越短。辐射长度可由以下公式近似表示:

X0=180A/(Z2) (1.12)

其中a为原子量,z为有效原子数,为密度。从这个公式可以看出,有效原子序数和密度越高,晶体的辐射长度越短。由于电磁量热仪用闪烁晶体的长度一般为20 X0,因此使用辐射长度较小的晶体有利于减小探测器的尺寸。另一方面,辐射长度越长,所需的材料越长,很难保证材料的均匀性。 内蒙古加工CeYAP晶体退火和辐照对纯YAP和Fe:YAP晶体吸收谱有影响吗?

与卤素化合物晶体相比,氧化物晶体具有优异的热力学性质和稳定的化学性质。因此,铈离子掺杂的无机氧化物闪烁晶体,包括铝酸盐、硅酸盐、硼酸盐和磷酸盐,已经引起了极大的关注和光泛的研究[29,30]。下表总结了铈离子掺杂氧化物和硫化物闪烁晶体的基本闪烁特性[30]。由表可知,大多数掺铈离子的氧化物闪烁晶体具有高光输出和快速衰减的特性,尤其是掺铈离子的铝酸盐和硅酸盐闪烁晶体具有诱人的闪烁特性,如Ce:YAP、Ce3360YAG、Ce:LSO和Ce3360Lyso,被认为是新一代高性能无机闪烁晶体[18-28][30]。

硫化物闪烁晶体的带隙较小,铈离子掺杂的硫化物闪烁晶体也具有光衰减快、密度大的特点。例如Ce:Lu2S3晶体具有高光输出(约30000光子/兆电子伏)、快速光衰减(约32纳秒)、重密度(约6.25克/立方厘米)和高有效原子序数(Zeff=66.8)的特点。但是硫化物晶体也很难生长,不受人青睐[31]。

除了主要掺杂的铈元素外,锆元素占很大比例,其含量超过10ppm,这应该是由于生长过程中少量氧化锆绝缘盖碎片落入熔体中造成的,但锆对YAP: Ce晶体[104]的闪烁特性有一定的积极影响。其他元素的含量太小,不足以引起足够数量的吸收中心。但晶体生长所用原料的纯度为5N,测量结果表明总杂质含量大于1ppm,已经超出纯度限值一个数量级。过量的杂质可能来自晶体生长过程或配料过程,因此在未来的生长和制备过程中应注意可能的杂质污染。

在排除杂质的情况下,主要考虑基体和掺杂元素本身。不同气氛退火引起的自吸收效应相反,与温度呈逐年关系,说明自吸收与离子价态的变化有关,与ce的掺杂浓度成正比。我们认为,比较大的自吸收可能是Ce离子本身,即Ce4通过氢退火转化为Ce3,削弱了自吸收,而氧退火增强了自吸收,Ce浓度越大,Ce4离子的数量相应增加。


YAP中形成色心的另一可能原因是晶体中存在杂质离子.

发光是一种能量被物体吸收并转化为光辐射(不平衡辐射)的过程,具有普遍的应用领域。闪烁体作为高能粒子探测和核医学成像,是目前发光领域的重要研究内容。闪烁现象是指粒子束或射线作用于某种物质产生的脉冲光。它更重要的特点是发出的光具有极快的衰减时间。具有这种性质的材料称为闪烁体或闪烁材料。利用荧光物质的发光现象来记录核辐射早就开始了。长期以来,闪烁体作为一种非常重要的电磁量热仪材料,在高能物理、核医学成像、核技术和工程中得到了普遍的应用。自从我们使用闪烁材料探测辐射以来,已经将近一个世纪了。在本世纪,一些重要的闪烁材料因其商业应用前景而得到广泛应用,或者因其优异的性能而在科学研究中得到普遍关注和发展。YAP会出现着色现象吗?北京CeYAP晶体哪家好

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当强度为J0的入射辐射穿过厚度为为x,的材料时,出射辐射的强度可以近似表示为:

J=J0exp(-x) (1.8)

其中为线性吸收系数。就伽马射线而言,它们主要与固体中的电子相互作用。此时主要取决于固体中的电子密度ne和一个电子的吸收截面e,所以线性吸收系数也可以表示为:

==(1.9)

上式中的z袋表闪烁体的有效原子序数。闪烁晶体通常要求对入射辐射有较大的吸收系数。例如,对于层析成像技术,使用吸收系数大的材料不只可以使探测器尺寸紧凑,还可以提高其空间分辨率。空间分辨率对于核物理和高能物理实验中使用的探测器尤为重要。

有时线性吸收系数被质量吸收系数微米=/d  (d袋表密度)代替。因为质量吸收系数与材料的晶体结构和相态无关。 中国澳门CeYAP晶体哪家好

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