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高光输出快速衰减无机闪烁晶体的研究

随着核科学技术，和其他相关技术的快速发展，无机闪烁体的应用领域不断扩大。同时，不同的应用领域对无机闪烁体提出了越来越高的要求。研究和开发高光输出快速衰减的无机闪烁晶体具有重要的科学研究意义和巨大的经济效益。因此，近年来，寻找高光输出快速衰减的无机闪烁晶体成为国内外物理学家和材料科学家的研究热点之一[9]-[12]、[40]-[50][56]。

不同应用领域对闪烁晶体的要求

不同的应用对无机闪烁晶体有不同的要求。例如，在高能物理(HEP)或中能物理(IEP)实验中，光输出并不重要，但它要求晶体具有更快的时间衰减、更大的原子序数和密度等。然而，在PET等应用中，要求闪烁晶体具有高光输出、快速衰减和高密度。

当晶体被高能射线或粒子激发时，在外芯带和价带中形成空穴，芯带中的空穴和价带中的电子通过辐射结合产生CVL荧光。一般CVL只出现在含有Ba2+、Rb、Cs、K等离子体(主要是卤素化合物)的闪烁晶体中，这种闪烁晶体的光输出一般较低。BaCl2晶体的最大值为8600Ph/MeV，衰变时间为1.2ns

稀土离子的交叉构型转变机制。三价稀土离子，如Ce3、Pr3、Nd3等。往往具有电偶极子所允许的D-F交叉构型跃迁，产生紫外或可见荧光，而且光衰减特别快，通常十到几十纳秒。由于辐射寿命随着发射波长的减小而缩短(如等式(1.9)所示)，所以光衰减随着Ce0R3-Nd3的离子序列而减小[21]。一般闪烁荧光的衰变常数sc小于离子辐射荧光的寿命r，主要是由于电子-空穴对的复合，如公式(1.4)所示：Ce3 h   Ce4，Ce4 e   (Ce3 ) *  HV。当然，如果晶体中有很多能量传递过程，闪烁光的衰减也会增加。 青海CeYAG晶体服务电话Ce：YAG晶体的熔点能达到多少？

Ce:YAG晶体，属于无机闪烁体。无机闪烁晶体研究的真正前奏始于半个世纪前罗伯特霍夫斯塔德发现NaI(Tl)单晶的优异闪烁性能。经过半个多世纪的发展，无机闪烁晶体不但发现了性能优异的闪烁晶体，如BGO、铯：Na、钡F2、PWO和铈Ce:LSO等，而且极大地拓展了闪烁晶体在高能物理和核物理、医疗、安检、工业等领域的应用[2]-[12]；此外，无机闪烁晶体[13]-[23]、[41]、[51]、[56]-[58]的闪烁机制不断得到改进和发展，为改进现有闪烁体和寻找性能更好的新型无机闪烁晶体提供了坚实的理论基础。

在Ce:YAG晶体中，Ce3离子以D2对称性取代Y3位。在晶体场的作用下，4f1电子构型的Ce3离子基态分裂为2F5/2和2F7/2双态，其5d能级分裂为5个子能级，比较低5d子能级离基态约22 000波。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、衰减快的特点。在可见光范围内可以观察到4个特征吸收峰，峰值波长分别为223nm、340nm、372nm和460nm，对应于Ce3离子从4f到5d的亚能级跃迁。在室温下，其荧光光谱为500纳米至700纳米的宽带光谱，峰值约为525纳米，对应比较低5d子能级至2F5/2基态能级。如果高能射线入射，其荧光光谱向红色移动，发射波长为550纳米，可以很好地与硅光二极管耦合。研究表明，Ce:YAG晶体的闪烁性能对Ce3+离子浓度有较强的依赖关系。

深剖Ce；YAG晶体，隶属于无机闪烁晶体。无机闪烁晶体发光中心的激发和发射过程包括从热化电子-空穴对到发光中心的能量转移和发光中心的激发和发射。电子空穴对的能量转移效率取决于电子空穴相对发光中心的空间分布。如果电子空穴靠近发光中心，其能量转移效率高；相反，能量传递效率低。这种情况下，电子和空穴往往被晶体中的杂质或晶格缺陷俘获，形成各种F-H色心对。同时，电子-空穴对在与晶格相互作用时也会产生自陷，比如离子闪烁晶体中经常出现的Vk中心，这个Vk中心在本征离子闪烁晶体的发光机制中起着重要作用。 TGT-Ce:YAG晶体的光输出原理是什么？辽宁CeYAG晶体批发价

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工业CT的在线检测,无机闪烁晶体与光电倍增管或硅光电二极管耦合构成的探测器是工业XCT的重要组成部分，也是工业CT的中心技术之一。工业CT需要密度大、衰减快、光输出高的闪烁晶体，就像医用XCT一样。目前，CsI:Tl、BGO、CdWO4等无机闪烁晶体在工业CT在线检测领域具有潜力和巨大的应用前景[。

油井勘探，石油钻井有几千米深，伽马探头可以遥测地层特征，从而判断资源。世界石油勘探的三分之一是核测井的贡献。利用核测井技术可以快速准确地勘探和反映不同生产井的情况。核测井的经济效益0突出，年营业额估计几十亿美元。闪烁晶体作为油井探测器的探头，要求具有良好的能量分辨率(高光输出)，更重要的是要求具有良好的温度特性(耐高温)、抗振动等力学特性。到目前为止，NaI:Tl仍被很广使用，但随着计数率和探测效率的提高，需要快速、高原子数的闪烁体。BGO的z值高于NaI:Tl，但温度特性较差，即BGO的输出光强随温度的升高而急剧下降。GSO:Ce似乎很有前途，因为该检测器无需冷却即可保持高检测效率

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