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闪烁过程的第二阶段0为复杂多变。空穴和电子的弛豫过程是不同的。内壳被电离的原子(A)可以通过辐射跃迁发射光子来弛豫,或者通过产生二次电子(俄歇电子)在没有辐射的情况下弛豫。一般没有辐射衰减的概率远大于辐射衰减的概率。像初级电子一样,俄歇电子通过散射电子和发射声子来损失能量。原子内壳层电子能级之间的辐射跃迁能一般等于X射线的能级这第二个X射线光子可以被另一个原子吸收产生新的深空穴和自由电子。结果,空穴从原子(a)的k层跑到l或m层,然后参与下一步的弛豫过程。因此,内壳含空穴原子(a)的弛豫过程是无辐射跃迁和辐射跃迁的叠加过程,所需时间一般为10-13 ~ 10-15s大尺寸Ce:YAP晶体的生长方法?福建专业加工CeYAP晶体订做价格
e: YAP闪烁晶体的性能研究
掺铈钇铝石榴石(Ce: YAP)作为一种性能优越的高温闪烁晶体,在高能核物理和核医学领域具有广阔的应用前景。然而,在实际应用中,我国生长的Ce: YAP晶体存在严重的自吸收问题,直接影响晶体的发光效率。为了提高Ce: YAP晶体的闪烁性能,特别是发光强度,有必要深入分析晶体的自吸收机制,尽量减小自吸收对发光的影响。本章主要研究内容如下:采用中频感应直拉法生长了不同掺杂浓度的Ce: YAP闪烁晶体,比较了不同厚度、退火温度和气氛、不同掺杂和辐照对自吸收的影响。同时,分析了不同掺杂对衰减时间等其他闪烁特性的影响。 安徽质量好CeYAP晶体订做价格温梯法如何大尺寸CeYAG晶体生长?
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。
c为光速,me为电子质量,e为电子电荷,为发光波长,f为发光跃迁的振子强度,n为闪烁体的折射率。显然,发射波长在紫外范围内的闪烁体和折射率较高的基体可能具有较快的衰减时间,这与一些实验结果是一致的。根据上述公式,电偶极子允许跃迁的0快衰减时间是几ns。事实上,大多数无机闪烁晶体都有两个或更多的衰变时间常数。对于具有两个衰减时间常数的晶体,发光强度随时间的变化可以表示如下:
J(t)=exp(-t/1) + exp(-t/2) (1.4)
上式中的(Nph)1表示衰变时间组分1中发射的光子数。当1小于2时,前者称为快衰减组分,后者称为慢衰减组分
(2)闪烁晶体的本质是能量转换器,所以能量转换效率()是表征所有闪烁晶体0基本的参数,是指闪烁晶体辐射的光子能量(Ep)与闪烁晶体吸收的总能量(er)之比。如公式(1.5) [10]所示:
(1.5)
在上式中,闪烁晶体发射光子的平均能量是发射的闪烁光子数。
光输出(LR)是反映闪烁体晶体能量转换效率的0重要的物理参数,是指闪烁体吸收并消耗1mV射线能量后发出的可见/紫外光子数。即闪烁过程中产生的闪烁光子数与闪烁晶体中光线或粒子损失的能量之比 不同退火条件Ce:YAP晶体自吸收比较。
(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。 CeYAP晶体低浓度与高浓度如何区分?吉林生长CeYAP晶体订做价格
铈钇铝石榴石(TGT)闪烁晶体的缺陷及其对晶体发光性能和闪烁时间的影响。福建专业加工CeYAP晶体订做价格
无机闪烁晶体的闪烁机理
闪烁体的本质是在尽可能短的时间内将高能射线或粒子转化为可探测的可见光。高能射线与无机闪烁晶体的相互作用一般有三种方式:光电效应、康普顿散射和正负电子对[8]。
在光电效应中,一个离子吸收光子后,会从它的一个壳层发射光电子。光电子能量是光子能量和电子结合能之差。当壳层中的空位被较高能量的电子填满时,结合能将以X射线或俄电子的形式释放出来。产生的X射线将在二次光电过程中被吸收,入射光的所有能量将被闪烁体吸收。 福建专业加工CeYAP晶体订做价格
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