1.1.1 不同退火条件Ce: YAP晶体自吸收比较为了比较不同退火条件退火对自吸收的影响,我们测量了相同厚度(2mm)和浓度(0.3%)的Ce: YAP晶体在不同温度和气氛退火后的透过,荧光和XEL谱。从图4-8可见,提拉法生长的Ce: YAP晶体氢气退火后透过边蓝移,自吸收减弱;氧气退火则透过边红移,自吸收增强。并且氢气退火的温度越高,自吸收越弱;氧气退火的温度越高,自吸收越强。但退火温度的上限为1600度左右,温度过高晶体容易出现雾状,导致基本无透过。Ce:YAP闪烁晶体的性能咋样?专业生长CeYAP晶体市场价格
铈离子掺杂的高温闪烁晶体具有高光输出快衰减等闪烁特征,是无机闪烁晶体的一个重要发展方向,而Ce:YAP和Ce:YAG是其中较有优势的晶体。随着应用需求的变化,对闪烁晶体尺寸的要求也在不断增加,生长大尺寸的闪烁晶体变得更为重要。同时国内目前生长的Ce:YAP 晶体普遍存在自吸收问题,导致光产额一直无法有效提高,且其机理至今仍不清楚。为了有效提高Ce:YAP 晶体的闪烁性能,解决其自吸收问题,提高晶体的发光强度,着重研究了Ce:YAP 晶体的自吸收机理。同时为了得到大尺寸高发光效率的Ce:YAG晶体,用温梯法尝试了大尺寸Ce:YAG晶体的生长,并对晶体的比较好热处理条件进行了摸索。本论文主要围绕大尺寸Ce:YAP晶体的生长及其自吸收问题,和温梯法大尺寸Ce:YAG晶体的生长和退火研究,以真正提高晶体的实用性能。 黑龙江生长CeYAP晶体CeYAP可以用在哪方面?
1.1.1 Ce: YAP晶体生长原料准备将Al2O3(99.95%),Y2O3(99.999%)和CeO2(99.99%)等高纯初始原料在空气中进行灼烧10-20小时以除去吸附水及其它的杂质,灼烧温度为1000oC。然后将灼烧的上述高纯原料按下列方程式(3.4)进行准确称量共3800-4000克。
(3.4)
其中x为熔体中铈原子的摩尔百分数,我们取x= 0.3%。晶体中铈离子浓度约为熔体浓度的一半(Ce3+在YAP晶体中的分凝系数约为0.5)。将称量好的原料在混料桶中连续混12小时以上。将混和均匀的原料在液压机下压成Φ100×30mm和Φ65×30mm的料饼,将压好的料饼放入刚玉坩埚中在空气气氛,1200oC温度烧结约10小时,烧结好的原料应放入干燥箱备用。
0.5at% 范围内,随着Ce3+ 离子浓度增加,Ce: YAP晶体的发光强度会相应增加,但同时自吸收引起的透过边红移导致实际光输出减少,在高能射线激发下晶体的**终发光强度是这两个因数的综合结果,从XEL谱实验结果分析该厚度时,Ce3+ 离子浓度在0.3at% 左右比较合适。但如果能把Ce: YAP晶体的透过边往短波方向移动,就能减少自吸收,使发射峰位蓝移并提**度,从而能提高晶体在高能射线激发下的光产额。通常通过氢气退火可比较有效地***自吸收现象。Ce:YAP晶体如何退火?
与辐射长度类似的另一个物理量叫做摩尔(Moliere)半径(RM):
RM≈X0×(Z+1.2)/37.74 (1.13)
小的摩尔半径有利于降低其它粒子对能量测量的污染。无论是吸收系数、辐射长度或摩尔半径都直接或间接地与晶体密度成反比关系,因此,寻找高密度闪烁晶体已成为今后闪烁晶体研究的一个重要方向。为了减少探测器的体积和造价,人们希望探测器的体积越紧凑越好,因此要求闪烁晶体对射线的阻止能力要尽可能地强,具体表现为晶体的吸收系数大、辐射长度短、摩尔半径小。 有观点认为YAP晶体的本征紫外发光中心与反位缺陷YAl3+有关.海南CeYAP晶体量大从优
解决自吸收问题,生长大尺寸的Ce:YAP 晶体对闪烁材料的研究和应用具有重要意义。专业生长CeYAP晶体市场价格
1.1 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把高能射线或者粒子转化成可探测的可见光。通常高能射线与无机闪烁晶体相互作用存在有三种方式,光电效应,康普顿散射,正负电子对[8]。
光电效应中,一个离子吸收光子后,会从它的一个壳层中发射出光电子,光电子能量为光子能量和电子结合能之差。当该壳层的空位别外层较高能量的电子填充时,结合能会以X射线或者俄歇电子的形式释放出来。产生的X射线将在二次光电过程中北吸收,入射光的全部能量则被闪烁体所吸收。
康普顿闪射过程中,电子与X射线或者其他高能射线发生弹性散射,使高能射线波长变长,是吸收辐射能的主要方式之一。在康普顿效应中,单个光子与与单个自由电子或者束缚电子相碰撞,在碰撞中光子把部分能量和动量传递给电子,使之受到反冲 专业生长CeYAP晶体市场价格