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时间:2021年09月24日 来源:

研究Ce:YAG闪烁晶体中Ce离子分布特征,对研究YAG闪烁晶体的性能及其应用具有重要的现实意义。值得注意的是,优良高温闪烁晶体Ce:LSO和Ce:LuAP也同样遭遇铈离子发光中心分布不均匀的问题。所以,研究Ce离子在YAG晶体中的分凝问题对其它高温闪烁晶体的研究具有借鉴作用。另外,由于Ce离子分凝系数小,通常在提拉法生长Ce:YAG晶体的后期往往会产生组分过冷而严重影响了Ce:YAG晶体的质量。因此,探索其它的高温闪烁晶体的制备方法也具有重要的意义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。***CeYAG晶体售后服务

衰减时间测量我们主要采用同济大学物理系自行设计的脉冲X射线激发荧光寿命谱仪。该装置采用时间关联的单光子延迟法,能够同时产生两路信号,一路直接或间接(能够产生快时间触发)作为仪器的起始信号,另一路激发样品发光,由探测器探测作为仪器的终止信号。光源部分主要由Hamamatsu PLP-01 光脉冲控制器、LDH065激光器及N5084光激发X射线管组成。激光的脉冲宽度为98 ps,时间偏差为正负10 ps,重复频率从DC(直流)到10 MHz连续可调[94]。实际产生的X射线的脉冲宽度约为113 ps,优于北京同步辐射的脉冲宽度160 ps[95]。仪器时间分辨率为0.95 ns左右。

我们的 Ce: YAG(TGT)样品采用其他方法测试。其中激发源采用皮秒-纳秒脉冲产生器,基本工作原理是加速电子打到金属靶上而产生X射线轫致辐射,其平均能量大概在零点几MeV。由光电倍增管探测光信号,并用电流型瞬态方法研究其时间响应特性。

根据固体发光理论,材料的理想发光衰减时间谱一般可写成一个或几个指数衰减成分的迭加

                                    山东口碑好的CeYAG晶体在氧气(空气)退火条件下,随温度升高,Ce: YAG 晶体的发光强度先增强后减弱,1100℃ 退火后发光强度比较大。

50-60年代,人们就对YAP晶体进行了大量包括晶体结构及生长等方面的研究与探索[63]-[67],但主要是关于Nd:YAP激光晶体的报道。直到1973年,M.J. Weber等人***对提拉法生长Ce: YAP晶体的光谱性能作了较为系统的报导,并指出其在高能射线探测领域中的潜在应用[67]。真正将Ce:YAP作为闪烁晶体进行研究的却是从T. Takada等人[68](1980年)和R. Autrata等人[69](1983年)提出并研究YAP晶体作为探测SEM电子射线和UV光子性能开始的。 1991年,Baryshevky等人又采用水平区熔法生长80×100×15mm的Ce:YAP闪烁晶体[70],随后他又对不同方法生长的Ce:YAP晶体的光学及其闪烁性能进行了研究[72]。1995年,日本科学家Tetsuhiko等人[73]总结并重新研究了Ce:YAP晶体的光学特征。之后,大量文献[74][77][78]-[84]报道了Ce:YAP晶体的闪烁性能及其应用,而且还对其闪烁机制作了许多深入的研究工作[56][57][58]。由于Ce:YAP高温闪烁晶体具有优良的闪烁性能以及独特的物化性质,所以,Ce:YAP高温闪烁晶体可以广泛应用于gamma相机,动物PET, SEM以及X射线等探测领域中[75] [78]-[84]。目前,Ce:YAP闪烁晶体已经有不同规格的商品出售(主要由捷克的Crystur Ltd.公司提供),主要采用提拉法和下降法生长

Ce:YAP晶体中Ce3离子5d4f跃迁对应的荧光光谱为330 ~ 400nm之间的一个带,其峰值约为365 ~ 370nm。Ce3的光致发光强度以单指数形式衰减,其衰减常数在室温下约为16 ns[73]。高能射线和粒子激发产生的闪烁光衰减常数远大于16ns,一般在22-38 ns之间,也有慢成分和强背景[8][70],如图1-5 [8]。这主要是由于Ce3离子中心电荷载流子的延迟复合。此外,Ce:YAP晶体的吸收光谱和荧光光谱受不同的生长方法和不同的后热处理工艺的影响很大。这主要是由于不同性质的色心的存在和ce离子的价态(Ce4对Ce3有猝灭作用[59])。因此,不同生长方法得到的Ce:YAP晶体的闪烁特性会有所不同。Baryshevsky等人【72】研究了直拉法和真空水平区熔法生长的YAP和Ce:YAP晶体的光谱特性,提出了这两种方法中的色心模型真空气氛中生长的晶体的色心是电子俘获色心,即F(VO  2e)和F  (VO  e)。直拉法的色心类型主要是空穴俘获色心,即Vc2-(Vc  h)和Vc-(Vc  2h),出现在(f  -VC-)的构型中,如下图所示。下图所示光子频率为 1=277 nm, 2=410 nm, 3=602 nm, 4=666 nm, 5=520 nm, 6=615 nm, 7=333 nm。Ce: YAG(TGT)晶体比较好退火需要什么条件?

1.1.1.1.1Ce:YAG闪烁晶体的光谱特征在Ce:YAG晶体中,Ce3+离子取代具有D2对称性的Y3+格位,受晶场的作用,具有4f1电子组态的Ce3+离子的基态劈裂为2F5/2和2F7/2双重态,其5d能态被劈裂为5个子能级,比较低5d子能级距基态约为22000波数。自由Ce3+离子以及在YAG晶场作用下其能级结构如图1-9所示[97]。在Ce:YAG闪烁晶体中,其吸收荧光光谱也属于f-d跃迁,具有宽带快衰减等特征。在大于YAG晶体吸收边(约200nm)在可见光范围可以观察到峰值波长为223nm,340nm,372nm及460nm四个特征吸收峰,分别对应Ce3+离子的4f到5d子能级的跃迁。在室温下,其荧光光谱是一个从500nm到700nm范围的宽带谱,峰值约为525nm,对应比较低5d子能级到2F5/2基态能级[96]。Ce: YAP和Ce: YAG是较为典型的两种高光输出快衰减高温无机闪烁晶体,已经在很多场合获得应用.贵州CeYAG晶体供应商家

近年来, Ce:YAG单晶薄膜[84],以及Ce:YAG陶瓷[85-87]等闪烁体由于有其独特的优势也备受人们的关注.***CeYAG晶体售后服务

(2)能量分辨率高,γ/α射线响应好[75] [77][82]。Ce:YAP晶体在662kev的γ-射线(137Cs源)辐照下,其能量分辨率达到4.38-5.5%,如果扣除光电子统计涨落对其影响,Ce:YAP晶体的本征能量分辨率约为1.3-3.4%,这是现有闪烁材料中具有比较好能量分辨率的材料之一[77][82],另外,对于22Na及241Am作为辐射源,YAP:Ce同样对其发出的γ-射线有很好的能量分辨率[77]。由于Ce:YAP闪烁晶体具有较大的康普顿吸收截面和较低的K吸收边能量(如图1-8所示[75]),使得在20-3,000KeV能量范围内晶体对能量依赖性小[75],低γ能量处比例性好[82]。

在能量E=7687kev的α-粒子(226Ra源)辐射下,Ce:YAP晶体的能量分辨率为2.5%。在其它几个峰也低于3%,因此YAP:Ce对于α-粒子的探测在一个相当大的能量范围内线性响应。同时,Ce:YAP闪烁晶体区分α粒子和γ射线能力强(光输出比α/γ约为0.3),可以广泛应用于轻重粒子的探测领域中[77]。 ***CeYAG晶体售后服务

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