江西生长CeYAP晶体

时间:2021年03月31日 来源:

无机晶体中的载流子热化时间为10-11 s到10-12s,比电子之间的弛豫时间长(一般为10-13 s到10-15 s),因此可以认为电子-电子弛豫过程和电子-声子弛豫过程依次发生。在空间坐标下,热化过程可以表示为具有一定特征长度L的载流子迁移过程,对于离子晶体,L为102 ~ 103nm;对于典型的半导体,l大于103纳米。限制载流子迁移的散射中心是晶体中存在的固有缺陷和杂质缺陷。中性点缺陷散射的低能电子的截面与该点缺陷的几何截面有关。对于带电点缺陷,散射与库仑势有关,散射截面可用0的卢瑟福公式计算。无机闪烁晶体的性能表征?江西生长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。广西CeYAP晶体批发价Ce:YAP和Ce:YAG高温闪烁晶体的区别?

第三,Ce:YAP晶体在弱还原气氛中生长,发现晶体的自吸收被有效压制。与在惰性气氛中生长的样品相比,厚度为2mm的样品的透射边缘移动了近30纳米,发光强度提高了50%以上。同时,研究了还原气氛生长对Ce: YAP晶体其他闪烁性能的影响。

第四,比较了不同价离子掺杂对Ce: YAP晶体闪烁性能的影响。结果表明,二价离子掺杂对Ce: YAP晶体的闪烁性能有很强的负面影响,而四价离子掺杂有助于提高Ce:Yap晶体的部分闪烁性能。还研究了锰离子掺杂对Ce: YAP晶体性能的影响。发现YAP基体中Mn离子和Ce离子之间存在明显的能量转移过程,Ce和Mn: YAP的衰变时间明显短于Ce、Mn  : YAP,其快、慢成分分别为10.8ns和34.6 ns。

另一个类似于辐射长度的物理量叫做摩尔半径(RM):RMX0 (Z  1.2)/37.74(1.13)

小摩尔半径有利于减少其他粒子对能量测量的污染。吸收系数、辐射长度和摩尔半径与晶体密度直接或间接成反比。因此,寻找高密度闪烁晶体已成为未来闪烁晶体的一个重要研究方向。为了减小探测器的尺寸和成本,希望探测器越紧凑越好。因此,要求闪烁晶体在防止辐射方面尽可能强,表现为晶体的吸收系数大、辐射长度短、摩尔半径小。

晶体中e3的电子结构、能级结构和发光特性

表1-3给出了镧系元素的电子壳层结构和离子半径。从表中可以看出,Ce元素的电子结构为[Xe]4f15d16s2,所以Ce3的电子结构以[Xe]4f1为特征,Ce3的内部电子结构为惰性原子结构,0外层只有一个电子结构,所以Ce3在晶体中具有独特的能级结构和发光特性[10-12]:

(1)Ce3离子的一个电子在4f能级上L=3,在5d能级上L=2,它们的宇称不同,所以Ce3离子的5d-4f跃迁是允许的电偶极子跃迁。在这个允许的5d-4f跃迁中,电子在5d能级的寿命很短,一般在低5d能级的30~100ns,所以作为闪烁晶体的发光中心,它的衰变时间很短。


不同气氛生长Ce:YAP晶体透过和荧光谱有什么不同?

可以假设这种情况存在于NaI: Tl闪烁体中,因为其中Vk中心的迁移时间小于10-7s。另一个模型假设空穴与Vk中心分离,从价带向发光中心移动。由于非局域空穴的高迁移率,这是一种将能量转移到发光中心的快速方法。

闪烁过程的后面一个阶段,即发光中心的发射,已经得到了彻底的研究。我们上面已经提到了一些启动过程。目前发光中心一般分为内在和外在两类。卤化物和氧化物的本征发光主要受自陷激子效应的制约。非本征发光主要取决于激发剂本身的电子跃迁(NaI: Tl,CaF2: Eu)或基质与激发剂之间的跃迁(znse3360te,zns:ag)。而一些所谓的自激闪烁晶体(CeF3,Bi4Ge3O12,CaWO4)处于本征发光和非本征发光的中间状态。 怎样才能把CeYAP晶体抛亮?河北品质优的CeYAP晶体

Ce:YAP晶体如何退火?江西生长CeYAP晶体

同浓度Ce: YAP的荧光光谱。在可见光(300纳米)激发下,不同浓度Ce: YAP的荧光强度随着浓度的增加而增加,直到0.5at%。当浓度为1.0at%时,浓度淬灭,发光强度开始降低。如图4-7所示,相同厚度(5mm)的Ce: YAP晶体在X射线激发下的发光强度随着浓度的增加先增大后减小,峰值位置也有红移,其中0.3at%处的发光强度比较高。自吸收对光致发光几乎没有影响,因为激发和发射过程都发生在样品表面。在高能射线的激发下,经过多次电离过程,晶体内部产生大量的电子-空穴对,电子-空穴对将能量传递到发光中心,发光过程基本发生在晶体内部。江西生长CeYAP晶体

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