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Ce: YAP晶体自吸收机制分析

从以上实验可以看出，存在自吸收的累积效应，随着厚度和浓度的增加而增加。在氧气氛中退火后，自吸收增加，而在还原气氛中，自吸收减少。自吸收随ce离子浓度的增加而增加，与Ce离子有明显的相关性，说明杂质离子引起自吸收有两种可能：一种可能是Ce原料附带的；另一种可能是其他原料中的杂质可以与Ce离子相互作用形成吸收中心。如果Ce原料上有杂质附着，CeO2原料纯度为5N，Ce离子的熔体浓度小于0.6%，两者之间的倍增为0.1ppm数量级，那么这种杂质的可能性很小。 YAP中形成色心的另一可能原因是晶体中存在杂质离子.云南CeYAP晶体批发价

YAP晶体属于扭曲钙钛矿结构的正交晶系，可视为晶格常数A=5.328，B=7.367，C=5.178的Al-O  八面体，所有顶点共享而成的三维结构，其结构如图1-7所示。一个YAP原细胞中有四个YAP分子，晶体中有两种可以置换的阳离子位置：一种是扭曲的YO12多面00置(y3半径ry=1.02)；另一个接近理想的八面00置(ral=0.53)。Ce3离子的半径为1.03，取代了YAP中具有C1h对称性的Y3离子。由于失真，实际配位数相当于8。

该体系中有三种稳定的化合物：(1) y3al5o12 (YAG)，摩尔比为1)y2 O3al2o  3=:5；(2)摩尔比为2:1的单斜化合物y4al  2o  9(YAM)；(3)摩尔比为1:1的氧化钇(YAP)。YAP是一种均匀熔化的化合物，从熔点到室温没有相变。 山东质量好CeYAP晶体Ce:YAP高温闪烁晶体的研究！

载流子也可以被晶格中的浅陷阱俘获(见图1-4)。这些俘获的载流子可以被热释放并参与复合过程，从而增加晶体的发射持续时间。

电子、空穴和激子的相互作用将导致局域化。许多离子晶体表现出一种有趣的现象，即价带空穴位于正常晶格中，这种现象被称为自陷。在热化过程中，空穴达到价带的顶部，并被限制在特定的阴离子中。对于碱金属卤化物晶体，这意味着一个卤化物离子转变成一个原子：X-  X0。该卤原子X0将在一定程度上极化环境，并且该系统将显示出轴向弛豫，导致这种局部空穴被两个相邻的阴离子共享。这种状态被称为X2分子或Vk中心(图1.2)。在低温下(通常t  <200 k)，Vk核是稳定的，位于两个阴离子上的空穴称为自陷空穴，电离辐射后离子晶体形成自陷空穴的平均时间为10-11 s到10-12 s，这个时间比自由空穴和导带电子的复合时间短。因此，纯离子晶体中的大多数空穴很快转化为Vk中心。

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。 CeYAG晶体发射光谱和激发光谱？

在康普顿闪光过程中，电子与X射线或其他高能射线发生弹性散射，使得高能射线的波长变长，这是吸收辐射能的主要途径之一。在康普顿效应中，单个光子与单个自由电子或束缚电子碰撞。在碰撞中，光子将部分能量和动量传递给电子，导致电子反冲。

电子-正电子对是指辐射能直接转化为物质的过程，也是高能粒子通过物质时无机闪烁晶体吸收高能射线的主要途径之一。要产生正负电子对，光子的总能量必须大于1.02MeV。 退火和辐照对纯YAP和Fe:YAP晶体吸收谱有影响吗？北京品质优的CeYAP晶体订做价格

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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。

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