湖北110方向CeYAG晶体

时间:2021年08月17日 来源:

AG晶体的矿物学名称为钇铝石榴石,分子式为Y3Al5O12, 属于立方晶系,空间群为Oh(10)-Ia3d, 点群m3m,其晶格常数为1.2008nm。石榴石的每个单位晶胞中含有8个Y3Al5O12分子,其***有24个Y3+,40个Al3+和96个O2-。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22 000波数。自由Ce3+离子以及在YAG晶场作用下其能级结构如图1-11。Ce3+ 掺入YAG单晶中,其5d能态被劈裂为5个子能级,通常有峰值波长分别为223nm,340nm及460nm的三个特征吸收峰。    有Ce:YAG晶体的光致荧光谱吗?湖北110方向CeYAG晶体

1.1.1.1 Ce:YAG晶体的结构和光谱特征 YAG晶体的矿物学名称为钇铝石榴石,分子式为Y3Al5O12, 属于立方晶系,空间群为Oh(10)-Ia3d, 点群m3m,其晶格常数为1.2008nm。石榴石的每个单位晶胞中含有8个Y3Al5O12分子,其***有24个Y3+,40个Al3+和96个O2-。Y3+处于8个O2-配位的十二面体格位。Al3+处于两种格位,40%的Al3+处于6个O2-配位的八面体格位,60%的Al3+处于4个O2-配位的四面体格位。八面体的Al3+形成体心立方结构,而四面体的Al3+和十二面体的Y3+处于立方体的面等分线上,如图1.3和图1.4所示。由于八面体和四面体都是歪斜的,因此石榴石结构是一种畸变的结构。稀土离子进YAG时一般取代Y3+位。湖南专业加工CeYAG晶体Ce:YAG晶体的密度是多少?

无机闪烁晶体(Ce:YAG)的闪烁机理之电子空穴对的产生

电子-空穴对的产生是入射高能光子和晶体中原子相互作用的结果。主要包括原子的电离和激发,电子-电子和电子-声子的弛豫,以及其他辐射和非辐射的能量耗散过程。众所周知,高能射线不能直接电离和激发无机闪烁晶体中的原子。相反,它们通过光电效应、康普顿效应和电子对效应产生的电子电离和激发晶体中的原子。当入射射线具有中等能量(几百KeV左右)时,主要发生光电效应,即高能射线与晶体中原子的内层电子(通常是K层)相互作用产生初级光电子。


Ce:YAG晶体的闪烁特征及其应用Ce:YAG高温闪烁晶体除了具有表1-11所列的闪烁性能外,还具有较好光脉冲区分γ射线和α粒子的能力,能与硅光二极管有效耦合,耐高温不潮解,可以应用于极端条件下[100]-[102]。因此,Ce:YAG与硅光二极管耦合做成的闪烁探测器可以广泛应用于低能γ射线,α粒子等轻带电粒子探测等核物理的实验中[100][101]。另外,Ce:YAG单晶片还可以用作扫描电子显微镜的显示元件,在大规模集成电路的检测方面有着重要的广阔的应用[107]。另外,与CsI:Tl闪烁晶体相比,Ce:YAG闪烁晶体在小于500Kev能量范围其γ响应小,光衰减快,不潮解等,因此可望部分取代CsI:Tl闪烁晶体的应用CeYAG晶体可以用在LED照明上吗?

Ce:YAG晶体存在的主要问题除了熔点温度高(1970oC)外,Ce:YAG晶体中存在的主要缺点是Ce离子在晶体中的分布不均匀,主要是由于Ce3+(0.118nm)和Y3+(0.106nm)离子的半径相差较大,其分凝系数较小(~0.1)造成的。发光中心分布在晶体中分布不均匀将会导致探测元件闪烁性能的差异,在一定程度上降低了闪烁探测器的整机性能。研究表明[101],Ce:YAG晶体的闪烁性能对Ce3+离子浓度有较强的依赖关系。下列图表分别表示了Ce:YAG闪烁晶体的光输出和衰减常数(快成分与慢成分)随Ce离子的浓度的变化关系。从表1-12中可以看出随着浓度的增加(0.012%-0.21%),Ce:YAG晶体的光输出增大(1000-1420phe/Mev),当浓度继续增加到1.08%时,其光输出又减小为1270phe/Mev。(表中所列光输出是通过比较661.6Kev能量γ射线(137Cs)全能峰的位置与单光电子峰位置获得的,采用XP2020Q光电倍增管记录[101])。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。北京CeYAG晶体

YAG晶体的矿物学名称为钇铝石榴石,分子式为Y3Al5O12, 属于立方晶系.湖北110方向CeYAG晶体

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22 000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]。如果高能射线入射时,其荧光光谱发生红移,其发光波长为550nm,与硅光二极管能很好地耦合 湖北110方向CeYAG晶体

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