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Ce: YAP晶体的自吸收

本节主要讨论Ce: YAP晶体的自吸收。使用第2章中描述的测试设备进行测量。不同厚度Ce: YAP晶体自吸收的比较

为了表征自吸收，我们测量了不同厚度(10)mm  (1 1，2，4，10)mm)和相同浓度(0.56%)的Ce:YAP晶体的光谱特性。光激发时，Ce: YAP晶体在不同条件下的结果基本相同

2是相同浓度不同厚度的Ce: YAP晶体样品的透射光谱。不同厚度的Ce: YAP晶体的透射性能差异很大。随着厚度的增加，样品的透射边缘有明显的红移。 不同气氛生长Ce: YAP晶体Ce3+ 浓度有什么不同？山西CeYAP晶体市场价格

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。青海超薄片CeYAP晶体CeYAG晶体发射光谱和激发光谱？

由于YAP晶体结构的各向异性，很难获得高质量的晶体，但由于其广阔的应用前景，人们对YAP晶体的生长过程做了大量的探索和研究[58-74]。国外生长的YAP单晶已达到50毫米，长约150毫米，重约1380克[75，76]。随着生长技术的提高，中科院上海光学力学研究所已经能够生长出直径为50 mm的大单晶，但形状控制和质量有待进一步提高。目前国内生长的Ce: YAP晶体仍存在出光率低的问题，其机理应该与自吸收有关，但尚未得到有效解决。

有人计算过YAP晶体的能带结构[77，78]。结果表明，该氧化物晶体的价带顶端由未结合的O2-离子组成，而价带he心主要由O2-离子的2S能级和Y3离子的4P能级的混合物组成。导带底部主要由Y3离子的4d和5S轨道组成，而Al3的3d能级在导带中占据较高的能级位置。YAP晶体的禁带宽度为7.9 eV，主要由Y-O相互作用决定，而不是Al-O相互作用。文献[26]中也报道了YAP晶体的带隙为8.02 eV。

过渡金属离子掺杂对YAP晶体透射边缘的影响

由于过渡金属离子D层具有更多的电子能级，容易受到晶场的影响，因此YAP晶体中可能存在更多的吸收带。为了了解过渡金属掺杂对Ce: YAP自吸收的可能影响，我们比较了掺杂过渡金属如铜(0.5%)、铁(0.5%)和锰(0.5%)的纯YAP晶体的透射光谱。从图4-11可以看出，Mn掺杂的yap在480nm处有明显的吸收峰，而Cu掺杂的YAP在370nm左右有吸收峰，Fe掺杂的YAP将在下一节讨论。我们生长的Ce: YAP在350nm  ~ 500nm范围内没有额外的吸收峰，少量过渡金属离子的存在只会对吸收产生线性叠加效应，低浓度吸收不足以引起Ce: YAP晶体的自吸收，因此过渡金属离子污染不太可能引起Ce3360Yap吸收带红移。同时，GDMS分析结果还表明，我们生长的Ce: YAP晶体中过渡金属的含量小于10ppm，对晶体发光的影响可以忽略不计。4.1.5紫外线照射对Ce: YAP晶体自吸收的影响 退火可以改变CeYAP材料中缺陷分布，进而改变材料的热力学和光释光灵敏度吗？

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。

YAP晶体在透射光中是无色的，在反射光中呈淡棕色。吉林CeYAP晶体推荐货源

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经过这个电离过程，就很难从本质上区分导致电离的自由电子和这个电离过程产生的自由电子。这些二次电离事件的产物，即电离过程产生的两个电子，可以导致第三次电离、第四次电离等等，从而导致产生电子和空穴的雪崩过程，这样的层电离过程会一直持续到产生的电子和光子不能进一步电离。快电子通过与原子中电子的非弹性散射失去能量，所以闪烁过程的第二阶段可以称为电子-电子弛豫。这一阶段的0终产物是晶体中的低能电子激发：导带电子、价带空穴，中心带和价带激子。山西CeYAP晶体市场价格

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