青海品质优的CeYAP晶体
ce : YaP晶体生长的温场调整
在晶体生长过程中,除了控制部分,坩埚形状和位置、保温罩结构、转速、拉速、气氛等因素都会对晶体质量产生影响。为了生长大尺寸晶体,有效改变晶体生长的温场和熔体对流状态,我们采用大直径铱坩埚进行生长,并设计了相应的保温罩系统。同时,在生长过程基本稳定后,我们通过适当改变氧化锆体系的结构和调整晶体生长的温场来寻求比较好的生长条件。
用原来的小坩埚(8050mm)生长大尺寸晶体时,晶体旋转产生的强制对流对熔体温场,有很大扰动,导致晶体直径控制问题,无法实现有效等径,从而影响晶体质量,如图3.6所示。所以我们选择了11080mm的铱坩埚,壁厚3 mm。
在晶体生长过程中,温场对晶体质量有重要影响[88]。静态下,温度场比较简单。主要考虑晶体的热传导和热辐射,可以得到晶体的温场沿轴向对称。当温度梯度沿轴向距离增大时,各分量(轴向/径向)呈指数下降,存在固液界面凹凸的临界条件。详细的计算过程和结果由Bu赖斯[97]给出。 YAP晶体在透射光中是无色的,在反射光中呈淡棕色。青海品质优的CeYAP晶体
第五,采用温度梯度法成功生长了直径为110mm的Ce: YAG闪烁晶体,该晶体具有良好的形状和光学性能。研究了不同温度和气氛等退火条件对铈:钇铝石榴石(TGT)闪烁晶体发光性能的影响。发现1100氧退火对提高晶体的发光强度效果比较好,发光强度提高了近60%。初步分析了铈: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。第六,测试了大尺寸Ce: YAG闪烁晶体的相对光输出、射线灵敏度和DD中子灵敏度、射线相对能量响应。结果表明,用温度梯度法生长的Ce: YAG晶体在高能射线和中子探测方面有很大的应用价值。湖北加工CeYAP晶体同厚度Ce:YAP晶体自吸收比较。
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。
发光中心的激发和发射
闪烁过程的第四阶段可以称为迁移阶段,因为迁移的电子激发并向发光中心转移能量。通过电子空穴对与激子转移能量是可能的。在第一种情况下,通过依次捕获一个空穴和一个电子(电子复合发光)或者依次捕获一个电子和空穴(空穴复合发光)来激发发光中心。比如碱卤晶体中的Tl和Ag主要是通过电子复合发光。
Tl h Tl2,Tl2 e h
但是空穴复合发光也是可能的
Tl e Tl0,Tl0 h h
在无机晶体中,能量通过激子转移到发光中心的几率小于复合发光的几率。一般认为,在辐照过程中,低能激子数小于电子空穴对数。为了形成激子,入射电子(光子)的能量应该正好等于激子的能量 不同厚度Ce:YAP晶体自吸收比较。
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。Ca2+离子和Si4+离子掺杂对Ce : YAP晶体有哪些影响?湖北加工CeYAP晶体
CeYAP晶体不同浓度如何辨别?青海品质优的CeYAP晶体
铈离子掺杂的高温闪烁晶体具有高光输出和快速衰减等闪烁特性,是无机闪烁晶体的重要发展方向。Ce:YAP和Ce:YAG高温闪烁晶体具有良好的物理化学性质,在无机闪烁晶体中占有优势,在探测中低能粒子射线方面有很大的潜在应用。随着应用要求的变化,闪烁晶体的尺寸越来越大,生长大尺寸的闪烁晶体变得越来越重要。同时,国内生长的Ce:YAP晶体的自吸收问题长期存在,导致无法有效提高光产额。因此,解决自吸收问题,生长大尺寸Ce:YAP晶体对闪烁材料的研究和应用具有重要意义。青海品质优的CeYAP晶体
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