当无机闪烁体中电子(空穴)的能量小于电离阈值时((Ce:YAG属于无机闪烁体),电子(空穴)开始与晶格相互作用,即所谓的电子-声子弛豫或热化。在热化过程中,电子和空穴分别向无机闪烁晶体导带的下部和价带的上部移动,终形成一定数量的热化电子空穴对,能量约为禁带宽度eg。
电子-空穴对的数量直接决定了无机闪烁晶体的光输出。假设产生一对电子-空穴对所需的平均能量为eh,光子的能量E全部被闪烁晶体吸收,那么无机闪烁晶体形成的电子-空穴对的数目Neh可以由下式表示
Neh=Er/ξeh=Er/βEg CeYAG晶体可以用于安全稽查及反恐斗争吗?CeYAG晶体口碑推荐
高光输出快速衰减无机闪烁晶体的兴起
随着高能物理、核物理及相关科学技术的快速发展,传统无机闪烁晶体的缺点日益突出。寻找新的高光输出快速衰减的无机闪烁晶体具有重要的科学意义和巨大的市场价值。20世纪80年代末和90年代初,国际上掀起了对高光输出快速衰减的无机闪烁晶体的研究热潮。其中,1990年成立的隶属于欧洲核中心(CERN)的“水晶透明协作”研究小组,是由来自十几个国家的材料科学家、固体物理学家和探测器**组成的跨学科研究小组[39]。其主要目标是研究和开发新的无机闪烁晶体,以满足日益增长的大型强子对撞机(LHC)和其他高能物理实验对闪烁探测器的需求。 CeYAG晶体Cz-Ce:YAP晶体的光学性能?
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。
三价铈离子(Ce3)是稀土离子中具有高荧光效率的活性离子,其发射峰可以很好地与光敏器件耦合。它可以掺杂到许多晶体基质中,实现闪烁发光。因此,人们对掺杂Ce3离子的各种闪烁材料做了大量的研究工作[9]-[12]。铈离子(Ce3+)具有4f1电子构型,基态由2F5/2和2F7/2组成。它的发光来源于5d-4f能级的允许电偶极子跃迁,其发射光谱一般是宽带的。由于其5d电子暴露,受晶场和电子云效应影响较大,图1-3显示了Ce3+在不同基体中的5d-4f失活能值[9]。可以看出,随着离子键的减弱,其失活能量降低,因此其发射波长也发生红移。铈离子在不同基质中的荧光性质有很大差异。铈离子掺杂的无机闪烁晶体不jin时间衰减快,而且光输出也很大,尤其是铈离子掺杂的高温氧化物闪烁晶体如Ce:LSO、Ce:YAG、Ce:LuAP等。近年来,掺铈高温闪烁晶体已成为国内外研究热点CeYAG晶体可以用在LED照明上吗?
快衰落闪烁机制
在几乎所有的闪烁计数领域,都要求无机闪烁晶体具有快速的时间衰减常数。光衰减时间小于50ns的闪烁体通常称为快闪烁体,光衰减时间小于3n的闪烁体称为超快闪烁体。文献[21]总结了三种主要的快速光衰减机制,即:
(1)中心价跃迁。对应于这种跃迁的闪烁荧光也称为交叉荧光或俄自由荧光,简称CVL。这种发光机制的光衰减通常只有0.6-3 ns超快荧光,没有温度猝灭效应[21]。这种荧光0早发现于BaF2晶体(=220 nm,0.8ns),是由外中心带(5pBa)的空穴和价带(2pF)的电子复合而发出的超快荧光[14] Ce:YAG闪烁晶体有哪些缺陷?天津加工CeYAG晶体订做价格
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铈离子掺杂的硅酸盐和铝酸盐等氧化物闪烁晶体,由于具有较高的熔点(约为2000oC),因此称它们为高温无机闪烁晶体。这主要是相对于传统的卤素化合物(熔点小于1000oC)和BGO、PWO等闪烁晶体(小于1200oC)而言的。铈离子掺杂高温闪烁晶体不但具有高光输出快衰减等优良的闪烁性能,而且还具有优良的热力学性能,因此,近年来,高温闪烁晶体成为人们研究的热点
除了LuAG外,其它高温闪烁晶体具有较高的光输出和较快的光衰减,也就是具有高的M值(约为130~667)。高温闪烁晶体几乎可以应用于所有的闪烁探测应用领域中。例如,Ce:LSO和Ce:LuAP高温闪烁晶体被誉为新一代PET用的新型高温闪烁晶体[41]。另外,Ce:YAP和Ce:YAG高温闪烁晶体在中低能量射线或粒子探测领域有着普遍的应用 CeYAG晶体口碑推荐
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