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CeYAP晶体基本参数
  • 品牌
  • 上海蓝晶/四海常晶
  • 型号
  • /
  • 类型
  • 闪烁晶体
  • 材质
  • 陶瓷,闪烁晶体
CeYAP晶体企业商机

1.1 无机闪烁晶体的性能表征在选择无机闪烁晶体时,根据不同的应用需要,一般要考虑因素包括[9]:

衰减时间; 能量转换效率和闪烁光产额; 密度,原子序数,阻截功率等。  

(1) 衰减时间常数

对于只具有一种类型的发光中心的闪烁体,当其发光强度按照一级动力学进行衰减时,衰减时间常数可以有如下简单的定义:即当发光强度J(t)衰减为初始发光强度J(0)的1/e时所经历的时间。用公式表示如下:

J(t) = J(0)exp(-t/τ)                                            (1.2)

上式1.3中的τ即表示的是衰减时间常数。对于计数率要求较高的应用中,要求闪烁晶体具有较快的衰减时间常数。

对于电偶极允许的跃迁,其发光衰减时间可以用下式表示:

τ =                             同厚度Ce:YAP晶体自吸收比较。超薄片CeYAP晶体现货

式中的Z表示闪烁体的有效原子序数。通常要求闪烁晶体对入射辐照具有大的吸收系数,例如对断层扫描技术来说,采用吸收系数大的材料制造探测器,不仅可使探测器尺寸紧凑,而且能改善其空间分辨率。空间分辨率对核物理和高能物理实验用的探测器特别重要。

有时候也采用质量吸收系数μm=μ/D(D**密度)来代替线性吸收系数μ。因为质量吸收系数和材料的晶体结构及相没有关系。

闪烁体的有效原子序数通常由下式进行计算:

Z =                                           (1.10)

上式(1.10)中的Wi为组成晶体的原子i的重量百分含量,Zi为组成晶体原子i的原子序数。

入射到晶体中的光子、电子(或正电子)在晶体中穿过一定距离后,其能量下降到原来的1/e,这个距离称为该晶体的辐射长度(通常用X0表示)。它表征着闪烁体对射线的截止本领。从上述定义可以得出:

X0=1/μ             天津专业抛光CeYAP晶体订做价格无机闪烁晶体的闪烁机理是什么?

1.1.1 Ce: YAP晶体生长过程(1)籽晶的选择:籽晶的方向以及质量直接影响了提拉晶体的质量。对于YAP单晶体而言,由于晶体具有严重的各向异性,b轴的热膨胀系数较a,c轴大得多(a:4.2×10-6 oC-1,b:11.7×10-6 oC-1,c:5.1×10-6 oC-1),容易在生长过程中产生结构应力和相应的热应力,这些热应力还将促使晶体形成孪晶。为了减小这种影响,我们选择了〈100〉,〈010〉,〈001〉〈101〉等各方向的YAP籽晶,籽晶尺寸为Φ8×50mm。

(2)热场的选择:由于YAP晶体热膨胀系数以及热导率的轴向差异性,所以除了选择合适的籽晶外,更重要的是选择合适的温场环境。由于具有钙钛矿结构的YAP晶体的挛晶习性容易显露,为了克服挛晶的形成,需要在固液界面处以及整个生长腔内形成合适的温度梯度。

(3)生长气氛:由于采用中频加热法生长,且主要的保温材料均为高熔点绝热氧化物(ZrO2,Al2O3等),虽然在炉膛内充高纯氩气,但是整个提拉法系统中还是保持弱氧化性,使得Ce4+离子含量增多,研究表明,Ce4+离子对Ce3+离子发光具有猝灭效应。因此在生长过程中,我们通常为惰性气氛生长,并且尝试了弱还原气氛生长,其中惰性气氛为高纯氩气,弱还原气氛为高纯氩和高纯氢的混合气体(2-10%氢)。

掺杂浓度为3at%的YAP:Mn晶体呈多晶形态,单晶生长未获成功,我们认为这与Mn4+在YAP晶体中分凝系数较小有关。Mn4+进入YAP晶格取代Al3+离子所必需的电荷补偿除一部分由Mn2+离子提供外,主要由YAP晶体中本身存在的大量Y3+离子空位(VY)提供。由于电荷补偿,离子半径与电负性的差异,YAP晶体中掺杂的Mn离子浓度不能过高。根据文献[27]Mn离子在YAP中的分凝系数约为0.1~0.12,分凝系数低说明Mn离子不易进入YAP晶格。M. A. Noginov等成功生长了YAP:Mn(2at%)晶体[184][185],这是目前为止报道的比较高Mn离子掺杂浓度的YAP晶体。YAP:Mn(3at.%)单晶生长失败可能是因为Mn离子浓度过高,熔融中大量Mn离子无法进入YAP晶格,导致单晶生长失败。CeYAP晶体有什么优势?

(1)籽晶的选择:籽晶的方向以及质量直接影响了提拉晶体的质量。对于YAP单晶体而言,由于晶体具有严重的各向异性,b轴的热膨胀系数较a,c轴大得多(a:4.2×10-6 oC-1,b:11.7×10-6 oC-1,c:5.1×10-6 oC-1),容易在生长过程中产生结构应力和相应的热应力,这些热应力还将促使晶体形成孪晶。为了减小这种影响,我们选择了〈100〉,〈010〉,〈001〉〈101〉等各方向的YAP籽晶,籽晶尺寸为Φ8×50mm。

(2)热场的选择:由于YAP晶体热膨胀系数以及热导率的轴向差异性,所以除了选择合适的籽晶外,更重要的是选择合适的温场环境。由于具有钙钛矿结构的YAP晶体的挛晶习性容易显露,为了克服挛晶的形成,需要在固液界面处以及整个生长腔内形成合适的温度梯度。

(3)生长气氛:由于采用中频加热法生长,且主要的保温材料均为高熔点绝热氧化物(ZrO2,Al2O3等),虽然在炉膛内充高纯氩气,但是整个提拉法系统中还是保持弱氧化性,使得Ce4+离子含量增多,研究表明,Ce4+离子对Ce3+离子发光具有猝灭效应。因此在生长过程中,我们通常为惰性气氛生长,并且尝试了弱还原气氛生长,其中惰性气氛为高纯氩气,弱还原气氛为高纯氩和高纯氢的混合气体(2-10%氢)。


文献提出惰性气氛生长的纯YAP晶体很容易在波长小于280nm的紫外辐照下着色.福建常规尺寸CeYAP晶体

不同浓度Ce:YAP晶体自吸收比较。超薄片CeYAP晶体现货

闪烁材料的发展历史大致可以分为三个阶段,***个阶段是伦琴射线发现之后,CaWO4作为成像物质初次使用;随后,ZnS材料被克鲁克斯(Crookes)用来探测和记录放射性物质发出的辐射,并被卢瑟福(Rutherford)用来研究α粒子的散射。

第二阶段,随着霍夫施塔特对于NaI(Tl)闪烁材料的研究和发展,一系列纯的和掺杂的碱卤晶体被发现,接着***块Ce掺杂的玻璃闪烁体在五十年代也被发现,在这一阶段发现的闪烁材料中,也包括具有600ps快发光成分的BaF2晶体。

第三个阶段,也就是过去的二十年左右,由于高能物理、核医学成象、地质探测以及科学和工业应用方面的需要,闪烁材料得到了巨大的发展。有关闪烁材料研究的会议也频繁召开。

近几年又出现了一些较新的快闪烁材料如以Zn0为基质的闪烁体,掺Pr氧化物晶体[2,3],Yb: YAG等[4-6]。其中Zn0 和Yb: YAG 的衰减时间均在1ns以内,但光产额较低,且Zn0 晶体生长难度很大;Pr3+ 由于存在 d-f 跃迁发光,其氧化物晶体的衰减时间比甚至比掺Ce氧化物晶体还快,如Pr: YAG 为17ns,但由于Pr能级复杂,使光产额受到很大影响。**近有报道称掺Ga 的Zn0发光强度有很大提高,且对时间特性影响不大[7]。由于各种原因,这些新闪烁材料离实际应用还有不少路要走。 超薄片CeYAP晶体现货

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