我们比较了Ce, YAP 和 Ce, Mn: YAP 的 XEL 谱(图 4-50),从曲线可见,掺杂 Mn 离子后,Ce3+ 在 YAP 中的发光强度明显减弱,且发光峰与荧光激发峰有相似的红移。530nm 波段出现一较强的宽带发光峰,属于 Mn2+ 离子的 4T1→6A1 跃迁[105]。由于 Ce3+ 发光和 Mn4+ 发光在 320 - 420nm 波段激发峰存在重叠,说明 Ce3+ 和 Mn4+ 之间可能存在能量转移过程。XEL 中 Ce, YAP 和 Ce, Mn: YAP 在 530nm 波段的发光强度相似,但 Ce, Mn: YAP 在 714nm 的发光明显增强。样品中 Mn 的掺杂浓度相同,由于存在 Mn4+ 离子夺取 Ce3+ 离子电子的过程:Ce3+ + Mn4+ → Ce4+ + Mn3+ [114],因此 Ce, Mn: YAP 中 Mn4+ 发光强度本应该偏低。因此在样品尺寸和测试条件均相同的情况下,可以认为 Ce, Mn: YAP 中 Ce3+ 离子把能量传给了 Mn4+ 离子。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.吉林CeYAP晶体供应
考虑到不同生长气氛会引起Ce离子变价,使Ce3+ 数量发生变化,从而对荧光强度可能会造成的影响,测试了浓度均为0.3% YAP: Ce样品的红外透过谱,以比较对应样品中Ce3+ 离子的浓度。YAP: Ce晶体的 Ce3+ 离子在1800cm-1-4000cm-1范围内具有3个较强的吸收峰,分别对应于2087cm-1,2702cm-1和3260cm-1,在2480cm-1左右有一个很弱的吸收峰,所有这些吸收峰对应于Ce3+ 离子基态2F5/2到基态2F7/2的Stark子能级之间的跃迁,属于禁戒跃迁,强度低,受晶场作用弱,因此可以方便地用来表征晶体中Ce3+ 离子的浓度[108]。吉林CeYAP晶体供应不同气氛生长Ce: YAP晶体Ce3+ 浓度有什么不同?
实验中使用的激发源脉冲为激光装置发射的波长为 266nm(属于260~300nm宽带谱内)、半宽约为 30ps 的激光信号,在此实验中可视为 δ(t)函数脉冲。由激光激发 Ce: YAP 闪烁晶体所产生的荧光由 GD40 光电管测量,再由长度约3m的高频同轴电缆传输,***由高频数字示波器记录。GD40光电管是一种没有电子增益的光敏器件,其响应脉冲半高宽约为300ps;3m长的syv-50-5型同轴电缆经高频网络分析仪测量,其带宽大约为 1.95GHz;Tektronix公司生产的TDS系列的数字示波器的带宽为1GHz。总之,整个测量系统的总带宽约为1GHz,等效上升时间约为350ps,所以修正量很小,可以从示波器上记录的脉冲波形直接求得闪烁体的光致激发荧光衰减常数
由此可见,辐射长度(X0)与吸收系数(μ)呈反比,所以吸收系数越大。辐射长度越短。辐射长度可近似地用下式表示:
X0=180A/(Z2ρ) (1.12)
其中A为原子量,Z为有效原子序数,ρ为密度。从这个式子可以看出,有效原子序数越高、密度越大,晶体辐射长度越短。由于电磁量能器用闪烁晶体的长度一般为20 X0,所以使用辐射长度小的晶体有利于缩小探测器的体积;另一方面,辐射长度越长,所需材料越长,难以保证材料的均匀性。
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 目前生长的Ce:YAP 晶体长期存在自吸收问题,导致光产额一直无法有效提高。
另外辐照对Ce,Mn:YAP的颜色影响很大,Ce,Mn:YAP晶体在辐照后变成蓝灰色,空气中加热退火可使晶体重新变为橙黄色。为了了解其中的缺陷性质,我们还测量了Ce,Mn:YAP晶体的高温热释光谱。图4-52为Ce,Mn:YAP的热释光曲线。Ce,Mn:YAP晶体在整个加热过程中出现了三个热释光峰,分别位于459K、507K和660K。热释光峰的***能E和频率因子s可以采用“通用级”动力学表达式计算得出错误!未找到引用源。错误!未找到引用源。。图4.4.10中的虚线为根据式(2.2.18)计算拟合的结果,它与实验结果相当吻合。CeYAP晶体低浓度与高浓度如何区分?甘肃CeYAP晶体注意事项
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不同生长条件下得到的Ce: YAP晶体,在新工艺条件下得到晶体的尺寸为Φ55×180mm,晶体的外形控制和生长尺寸得到了***的提高。
图3-6 不同生长工艺下得到的Ce:YAP晶体
实际晶体生长过程中除了前面提到的控制,温场等因素外,还存在几个可能对晶体控制和生长尺寸产生一定影响的因素,主要是晶体液面的表面张力,生长过程中存在的液面下降等。
表面张力通常与熔体性质,温度相关,主要在缩径/放肩阶段影响比较大,在放肩阶段晶体直径(周长)变大,在温度变化不大情况下,张力等比增加,等效于晶体质量增加,因此实际生长尺寸可能会略偏小,该滞后作用一直到等径过程才消失。
在用称重系统生长晶体过程中,主要影响晶体尺寸的因素是液面下降,尤其是在生长大尺寸晶体,并且坩埚尺寸又偏小的情况。液面下降的直接结果就是所生长晶体的直径明显小于设定直径。原因是控制器把液面下降造成晶体重量增加识别成晶体直径的增加。为了对液面下降进行补偿,可在程序中进行修正。 吉林CeYAP晶体供应