中国香港超薄片CeYAP晶体

钇铝石榴石(Y3Al5O12或YAG)单晶是一种优良的激光基质材料和光学衬底材料，其中Nd:YAG和Yb:YAG激光晶体得到了普遍的应用。Ce:YAG晶体作为闪烁材料在1992年引起了人们的注意[81]。Moszynski[82]和Ludziejewski[83]分别于1994年和1997年系统地研究了Ce:YAG晶体的闪烁特性，指出Ce:YAG晶体具有优异的闪烁特性。Ce:YAG衰减快(80ns)，在530nm处发出荧光，其发射波长与硅光电二极管的探测敏感区相匹配，因此可应用于低能射线粒子的探测等领域[33]。目前Ce:YAG高温闪烁晶体已经商业化，主要用于扫描电子显微镜(SEM)的显示元件，其生长方法主要有直拉法和温度梯度法。近年来，Ce:YAG单晶薄膜[84]和Ce:YAG陶瓷[85-87]等闪烁体以其独特的优势引起了人们的关注。Ce:YAP晶体生长过程详细介绍有吗？中国香港超薄片CeYAP晶体

不同生长条件下得到的Ce: YAP晶体，在新工艺条件下得到晶体的尺寸为Φ55×180mm，晶体的外形控制和生长尺寸得到了***的提高。

             图3-6  不同生长工艺下得到的Ce:YAP晶体

实际晶体生长过程中除了前面提到的控制，温场等因素外，还存在几个可能对晶体控制和生长尺寸产生一定影响的因素，主要是晶体液面的表面张力，生长过程中存在的液面下降等。

表面张力通常与熔体性质，温度相关，主要在缩径/放肩阶段影响比较大，在放肩阶段晶体直径（周长）变大，在温度变化不大情况下，张力等比增加，等效于晶体质量增加，因此实际生长尺寸可能会略偏小，该滞后作用一直到等径过程才消失。

在用称重系统生长晶体过程中，主要影响晶体尺寸的因素是液面下降，尤其是在生长大尺寸晶体，并且坩埚尺寸又偏小的情况。液面下降的直接结果就是所生长晶体的直径明显小于设定直径。原因是控制器把液面下降造成晶体重量增加识别成晶体直径的增加。为了对液面下降进行补偿，可在程序中进行修正。 江苏CeYAP晶体注意事项CeYAG晶体发射光谱和激发光谱？

因此，有一个空穴在内壳层的原子(A+)的弛豫过程是一个无辐射跃迁和辐射跃迁的层叠过程，其所需时间一般为10-13到10-15 s。

一个在离化过程中产生的自由电子在固体中运动时将离化一个原子A，可以下式表示：

A + e → A+ + 2e

在这个离化过程发生以后，导致离化的自由电子和在这个离化过程中产生的自由电子在本质上是难以区分的。这些二次离化事件的产物即上述离化过程产生的两个电子可以导致第三次离化，第四次离化，等等，从而导致产生电子和空穴的雪崩过程。这样的一个层叠离化过程将持续到产生的电子和光子不能产生进一步的离化为止。快电子通过与原子中电子进行非弹性散射的方式损失能量，因此闪烁过程的第二个阶段可以被称为电子－电子弛豫。这个阶段的**终产物是在晶体中的低能电子激发：导带电子，价带空穴，芯带和价带激子。随着初始电子的能量不同，电子－电子的弛豫时间一般为10-15-10-13 s。

热释光是物质预先吸收了辐射能之后的热激发光。产生热释光的三个基本要素是：***，材料必须是绝缘体或半导体；第二，该材料在受辐照的同时必须吸收能量；第三，用加热该材料的方法可以激发光发射[96]。热释光对分析闪烁晶体中存在的缺陷和及其对发光和时间特性的影响有很大帮助。我们测试主要用北京核仪器厂的 FJ427A1型微机热释光剂量仪。

吸收辐射能之后，光的发射显示出一个特征时间，我们把小于10-8 s的发光叫荧光，把大于10-8 s的发光叫磷光。小于10-8 s的值给出了荧光发射基本过程的定义，把荧光发射描绘成与辐射吸收同时发生并随辐射停止而立即消失的过程。磷光的特征是在辐射吸收与发光达到**强的时间之间有一个时间延迟，而且在激发停止后磷光会持续一段时间。通常都用辐射与固体电子之间的能量转换来解释光发射现象，图2-6是热释光产生过程中的能级跃迁简单示意图。例如把电子从基态激发到激发态，单受激电子返回基态时就引起光子发射。这种荧光跃迁之间的时间间隔小于10-8 s，而且过程与温度无关。可以假设在电子的基态g和激发态e之间存在亚稳态m，从g激发到e的电子可能被束缚在m内，直到获得足够的能量E使之从m返回到e，然后返回到g并伴随光发射。 无机闪烁晶体的性能表征？

生长Ce: YAP 晶体时，我们主要通过适当改变转速和改变腔结构来调节温场。保温罩设计成不同高度的模块，生长时不同高度的保温罩可叠加组合，同时保温罩盖也设计成不同口径。由于部分晶体等径结束后采用快速提拉脱离液面，晶体底部保留了比较完整在固液界面状况。为了方便比较，可定义固液界面锥度为 tgθ，

1．初始情况，晶体固液界面的锥度  tgθ= 0.81

2．保温罩高度增加20%，晶体固液界面的锥度增加  tgθ= 0.96

3．保温罩盖直径减小20%，晶体固液界面的锥度减小  tgθ= 0.51

4．晶体转速增加20%，晶体固液界面的锥度略变小  tgθ= 0.78

结果说明，在本Ce: YAP 晶体生长时，保温罩盖口径对温场影响比较大，主要原因是口径增加使腔内气体与外界对流增大，带走大量热量，**终影响固液界面。同样增加保温罩高度也有类似效果，但由于气流受开口限制，带走的热量相对比较少。我们用10mW绿光激光器测试了不同条件下生长Ce: YAP 晶体的散射情况，发现固液界面的锥度为0.8左右时，晶体的散射光路**少。同时我们发现晶体下半部分的光学质量会略优于上半部分，主要是由于晶体在生长过程中不断旋转，有一个搅拌过程，使原料更加均匀；并且液面下降后，坩埚露出液面部分起了后热器的作用。 从光学上说，YAP是一种负双轴晶体。江苏CeYAP晶体注意事项

不同浓度Ce:YAP晶体自吸收比较。中国香港超薄片CeYAP晶体

第五，用温梯法成功生长了直径为 110mm 的大尺寸 Ce: YAG 闪烁晶体，晶体具有良好的外形和光学性质。研究了不同温度和气氛等退火条件对 Ce: YAG（TGT）闪烁晶体发光性能的影响，发现1100℃ 氧气退火对提高晶体的发光强度具有比较好效果，发光强度提高了近60%。并初步分析了 Ce: YAG（TGT）闪烁晶体存在的缺陷以及其对晶体的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、γ射线灵敏度与DD中子灵敏度、γ射线相对能量响应等性能，结果表明温梯法生长的Ce: YAG 晶体在高能射线和中子探测方面具有较大的应用价值。 中国香港超薄片CeYAP晶体

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