陕西常规尺寸CeYAP晶体

时间:2021年03月26日 来源:

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 无机闪烁晶体的闪烁机理是什么?陕西常规尺寸CeYAP晶体

无机闪烁晶体的闪烁机理

闪烁体的本质是在尽可能短的时间内将高能射线或粒子转化为可探测的可见光。高能射线与无机闪烁晶体的相互作用一般有三种方式:光电效应、康普顿散射和正负电子对[8]。

在光电效应中,一个离子吸收光子后,会从它的一个壳层发射光电子。光电子能量是光子能量和电子结合能之差。当壳层中的空位被较高能量的电子填满时,结合能将以X射线或俄电子的形式释放出来。产生的X射线将在二次光电过程中被吸收,入射光的所有能量将被闪烁体吸收。 中国台湾常规尺寸CeYAP晶体不同离子掺杂对CeYAP晶体有哪些影响?

c为光速,me为电子质量,e为电子电荷,为发光波长,f为发光跃迁的振子强度,n为闪烁体的折射率。显然,发射波长在紫外范围内的闪烁体和折射率较高的基体可能具有较快的衰减时间,这与一些实验结果是一致的。根据上述公式,电偶极子允许跃迁的0快衰减时间是几ns。事实上,大多数无机闪烁晶体都有两个或更多的衰变时间常数。对于具有两个衰减时间常数的晶体,发光强度随时间的变化可以表示如下:

J(t)=exp(-t/1) + exp(-t/2) (1.4)

上式中的(Nph)1表示衰变时间组分1中发射的光子数。当1小于2时,前者称为快衰减组分,后者称为慢衰减组分

(2)闪烁晶体的本质是能量转换器,所以能量转换效率()是表征所有闪烁晶体0基本的参数,是指闪烁晶体辐射的光子能量(Ep)与闪烁晶体吸收的总能量(er)之比。如公式(1.5) [10]所示:

(1.5)

在上式中,闪烁晶体发射光子的平均能量是发射的闪烁光子数。

光输出(LR)是反映闪烁体晶体能量转换效率的0重要的物理参数,是指闪烁体吸收并消耗1mV射线能量后发出的可见/紫外光子数。即闪烁过程中产生的闪烁光子数与闪烁晶体中光线或粒子损失的能量之比

铈离子掺杂的高温闪烁晶体具有高光输出和快速衰减等闪烁特性,是无机闪烁晶体的重要发展方向。Ce:YAP和Ce:YAG高温闪烁晶体具有良好的物理化学性质,在无机闪烁晶体中占有优势,在探测中低能粒子射线方面有很大的潜在应用。随着应用要求的变化,闪烁晶体的尺寸越来越大,生长大尺寸的闪烁晶体变得越来越重要。同时,国内生长的Ce:YAP晶体的自吸收问题长期存在,导致无法有效提高光产额。因此,解决自吸收问题,生长大尺寸Ce:YAP晶体对闪烁材料的研究和应用具有重要意义。Mn离子掺杂对 Ce:YAP晶体有哪些影响?

当强度为J0的入射辐射穿过厚度为为x,的材料时,出射辐射的强度可以近似表示为:

J=J0exp(-x) (1.8)

其中为线性吸收系数。就伽马射线而言,它们主要与固体中的电子相互作用。此时主要取决于固体中的电子密度ne和一个电子的吸收截面e,所以线性吸收系数也可以表示为:

==(1.9)

上式中的z袋表闪烁体的有效原子序数。闪烁晶体通常要求对入射辐射有较大的吸收系数。例如,对于层析成像技术,使用吸收系数大的材料不只可以使探测器尺寸紧凑,还可以提高其空间分辨率。空间分辨率对于核物理和高能物理实验中使用的探测器尤为重要。

有时线性吸收系数被质量吸收系数微米=/d  (d袋表密度)代替。因为质量吸收系数与材料的晶体结构和相态无关。 紫外辐照对Ce:YAP晶体自吸收有影响吗?吉林加工CeYAP晶体

YAP缺陷在晶体的禁带中形成局域能级,充当施主或受主中心的角色,因此YAP是一种非常有潜力的释光基质材料。陕西常规尺寸CeYAP晶体

Ce: YAP晶体的退火

刚出炉的Ce:YAP单晶由于内部热应力较大,在加工过程中容易开裂,提拉法生长的晶体明显,同时由于铈离子的价态(Ce2、Ce3、Ce4)不同,高温闪烁晶体中只有三价铈离子(Ce3)作为发光中心,因此不同的退火工艺条件对高温闪烁晶体的闪烁性能有重要影响。

对于空气退火,退火温度为1000 ~ 1600,恒温时间为20 ~ 30小时,1200以下升温/降温速率为50 ~ 100,1200时升温/降温速率为30 ~ 50。使用的设备是硅碳或硅钼棒马弗炉

流动氢退火,退火温度1200-1600,恒温时间20-36小时,1200以下升温/降温速率50-100/小时,1200升温/降温速率30-50/小时。 陕西常规尺寸CeYAP晶体

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