上海品质优的CeYAP晶体
(Ce3离子从5d态跃迁到2F7/2和2F5/2产生的两个发射带通常位于紫外和蓝社区域。当5d能级受到外场影响时,其能级位置降低很多,发射带延伸到红区,因此Ce3离子的发射带位置差别很大,可以从紫外区延伸到可见光区,覆盖范围> 20000 cm-1。如此大范围的变化超出了其他三价稀土离子的能力。该外场的影响与基质的结构及其结合键有关
(Ce3离子的单个4f电子由于自旋方向不同,有两个能级,2F7/2和2F5/2,2F5/2在较低的2F7/2上,两者的能量差为2000 cm-1。根据气态Ce3离子的光谱,它们的能量差为2257 cm-1。室温下,2F5/2能级有一个电子,2F7/2能级基本上是空的。2F5/2和2F7/2之间的跃迁一般在红外波段。 YAP中形成色心的另一可能原因是晶体中存在杂质离子.上海品质优的CeYAP晶体
Ce: YAP晶体的自吸收
本节主要讨论Ce: YAP晶体的自吸收。使用第2章中描述的测试设备进行测量。不同厚度Ce: YAP晶体自吸收的比较
为了表征自吸收,我们测量了不同厚度(10)mm (1 1,2,4,10)mm)和相同浓度(0.56%)的Ce:YAP晶体的光谱特性。光激发时,Ce: YAP晶体在不同条件下的结果基本相同
2是相同浓度不同厚度的Ce: YAP晶体样品的透射光谱。不同厚度的Ce: YAP晶体的透射性能差异很大。随着厚度的增加,样品的透射边缘有明显的红移。 生长CeYAP晶体推荐货源YAP晶体在透射光中是无色的,在反射光中呈淡棕色。
不同厚度Ce: YAP晶体样品的X射激发发射光谱。随着样品厚度的增加,X射激发发射光谱的强度明显降低,峰值位置向红色移动。二次电子或二次电子激发来表示二次、三次等电子、空穴、激子和等离子体。有时为了区分电子激发,能量较高的称为“射线”,而几个里德堡能量(1Ry=13.6 eV)甚至更低的称为“二次激发”。这种雪崩过程一直持续到产生的电子或光子不能产生进一步的电离。一旦电子(空穴)的能量小于电离阈值Et,它就开始与衬底的振动相互作用,这被称为电子-声子弛豫或热化阶段。在热化阶段,电子向导带底部移动,空穴向价带顶部移动。因此,电子-空穴对的能量0终将等于基质晶体的带隙能量Eg。在电子-声子弛豫过程中,电子-空穴对的数目保持不变。由于所有的电离过程0终都会形成电子-空穴对,我们可以假设初始激发的特征信息在长堆弛豫过程中丢失了。因此,0终产生的电子-空穴对Neh的数量与物质吸收的伽马量子的能量E或其他辐射能量成正比。这是产生一对热化电子空穴对所需的平均能量。对于离子晶体,它大约等于其带隙能量Eg的1.5到2.0倍;对于具有主要共价键的材料,例如半导体,它大约等于带隙能量Eg的3到4倍。发射声子损失的能量与基体吸收的总能量之比,对于离子晶体一般大于30%;对于半导体,比例一般大于60%。在许多情况下,无机闪烁体中由于热化而损失的能量占据了总能量损失的主要部分。
由于温度梯度法在生长大尺寸晶体方面具有优势,有望通过温度梯度法生长大尺寸Ce:YAG晶体,并改进后期退火工艺,获得大尺寸、高性能的Ce:YAG晶体。首先,通过改进晶体生长炉的功率控制系统和重量传感系统,将晶体卸肩程序从30段增加到300段,提高了控制精度;重新设计坩埚和保温罩,并适当调整温度场工艺,解决了晶体形状无法有效控制的问题。成功生长出55mm180mm的大尺寸Ce: YAP晶体,晶体等径部分直径变化小于1 mm。
其次,比较了铈离子浓度、退火、辐照和杂质对铈: YAP晶体自吸收的影响。通过分析Ce: YAP晶体的自吸收机制,发现Ce4离子有一个电荷转移吸收峰,其半峰全宽接近100纳米。结果表明,降低Ce4离子的量可以压制Ce: YAP晶体的自吸收,Ce4离子可以明显猝灭Ce3离子的发光。 不同气氛生长Ce: YAP晶体 XEL谱和衰减时间谱?
在电子-电子弛豫过程中,能量损失可以通过产生F心、H心等点缺陷来进行。快电子也可以通过在声子上散射而失去能量,随着电子能量的降低,电子-声子相互作用的概率增大。而且产生的二次电子和光子会从晶体中逸出,造成能量损失。然而,在电子-电子弛豫阶段,这些过程中的能量损失相对于闪烁体中的总能量损失非常小。
两项一般性意见如下:
1.如上所述,快电子在非弹性散射过程中会损失能量。这是文学中常见的表达。但是,能量实际上并没有损失,而是分布到了二次电子激发。闪烁体中真正的能量损失是由以下与闪烁竞争的过程引起的:点缺陷的形成、声子,的产生、二次电子和光子从晶体中逃逸以及长期磷光发射。 无机闪烁晶体的性能表征?浙江CeYAP晶体市场价格
退火和辐照对纯YAP和Fe:YAP晶体吸收谱有影响吗?上海品质优的CeYAP晶体
对于掺Ce3的无机闪烁晶体,高能射线作用下的闪烁机制一般认为如下[16,17]:晶体吸收高能射线后,晶体内部产生大量的热化电子空穴对。由于铈元素的四阶电离能是所有稀土元素中比较低的(如图1-6所示),晶体发光中心的Ce3离子首先俘获一个空穴形成Ce4离子。然后一个电子被捕获,变成Ce3。此时,电子和空穴被铈离子重组。复合产生的能量将Ce3离子从4f基态激发到5d激发态,然后Ce3离子从5d激发态辐射弛豫到4f基态发光由于掺杂铈离子的无机闪烁体通常具有高光输出和快速衰减的特点,自20世纪80年代末和90年代初以来,国内外对掺杂铈离子的无机闪烁体进行了大量的研究和探索[18-28],涉及的闪烁体包括从氟化合物和溴化物到氧化物和硫化物的无机闪烁体。上海品质优的CeYAP晶体
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