我们采用温梯法生长了Ce:YAG 晶体，原料采用高纯 Y2O3 (5N), CeO2 (5N) 和 Al2O3 (5N) 粉末，按照化学式 (Y0.997Ce0.003)3Al5O12 配料。生长方向 <111>，高纯 Ar 气氛，具体生长方法见第二章所述。如图 5-1，生长的晶体尺寸为Φ110×80mm，呈黄黑色，主要是由发热体质量欠佳造成的碳挥发物引起的。晶体*在放肩部位有两处小裂纹，外形绝大部分保持完整。生长出来的晶体经过高温空气退火 24 小时后，黑色基本消失。图 5-2 为晶体切片样品，样品经空气退火后加工，从图可见在晶体的中心位置仍有少量黑色物质，中心部分的碳污染无法消除说明退火不充分，经再次空气退火可完全消除。由应力仪下观察的结果（图 5-3）来看，晶体中无明显应力，也没有因小面生长现象而产生的**，说明晶体生长过程中固液界面较平。研究表明，Ce:YAG晶体的闪烁性能对Ce3+离子浓度有较强的依赖关系。质量好CeYAG晶体供应
1.1.1.1Ce: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]）。江苏加工CeYAG晶体Ce:YAG晶体具有优良的闪烁性能。
1.1.1.1 Ce:YAG闪烁晶体的研究概况钇铝石榴石(Y3Al5O12或YAG)单晶体是优良的激光基质材料以及光学衬底材料，其中Nd:YAG和Yb:YAG激光晶体已经获得广泛应用。Ce:YAG晶体作为闪烁材料引起人们的注意则是在1992年[81]。Moszynski[82]和Ludziejewski[83]等人分别于1994年和1997年对Ce:YAG晶体的闪烁性能进行了较为系统的研究，并指出Ce:YAG晶体具有优良的闪烁性能。Ce:YAG具有快衰减（80ns）以及在530nm发射荧光，发光波长与硅光电二极管的探测灵敏区匹配，使得它可以应用于中低能量γ射线α粒子的探测等领域[33]。目前，Ce:YAG高温闪烁晶体业已商品化，主要用于扫描电镜（SEM）的显示部件，其生长方法主要为提拉法和温梯法。
1.1 Ce:YAP和Ce:YAG高温闪烁晶体的研究铈离子掺杂的铝酸钇（Ce: YAP）和钇铝石榴石（Ce: YAG）高温闪烁晶体不仅具有高光输出和快衰减的闪烁特性（表1-5），且其基质晶体还具有优良的物理化学特性（表1-6）。它们的缺点是密度低有效原子序数小，但是它们可以广泛应用在中低能量射线和粒子探测领域中。Ce: YAP和Ce: YAG是较为典型的两种高光输出快衰减高温无机闪烁晶体，其本身已经在很多场合获得应用，而且对它们的生长特征、晶体缺陷以及光学闪烁性能等的研究，对研究和探索其它铈离子掺杂的高温闪烁晶体具有重要借鉴意义。Ce:YAG闪烁晶体主要用在哪里？
Ce3+离子的光谱是由不同宇称的5d－4f跃迁所产生的，所以晶场对光谱具有重要的影响。YAP晶体具有畸变的钙钛矿型结构，属于正交晶系（晶胞参数分别为a=5.176Å, b=7.355Å，c=5.307Å），空间群为－Pnma[66]。在YAP晶格中，Al3+离子占据着钙钛矿型结构中C1格位对称性的B位置，其配位数为8；Y3+离子占据着该结构中C1h对称性的A位置，其配位数为12[73]。当Ce3+离子进入YAP晶格中，Ce3+离子取代具有C1h对称性的Y3+离子。4f1电子组态的Ce3+离子的基态由2F7/2和2F5/2两重态组成，在室温下，1个电子占据基态2F5/2；其5d态在低对称晶场（C1h）作用下分裂成5个子能级。Ce3+离子在YAP晶体中的能级图如1-4所示[67]，其能级重心约为38300cm-1，f-d吸收和发射的斯托克斯频移约为4500cm-1。当电子在5d－4f能级之间跃迁时形成宽带吸收激发以及发射光谱。在180－300nm范围内对应5个吸收带，峰值波长分别为220nm，238nm，275nm，290nm和303nm（一般在图谱上只能观察到后面4个峰值波长），但在其激发光谱上5个激发带都可以分辨（对应370nm发射）。YAP晶体的基本吸收边（禁带宽度）约为7.6eV[73]。用温梯法成功生长了直径为 110mm 的大尺寸 Ce: YAG 闪烁晶体，晶体具有良好的外形和光学性质。四川品质优的CeYAG晶体
Ce:YAG晶体作为闪烁材料引起人们的注意则是在1992年[81]。质量好CeYAG晶体供应
常用无机闪烁晶体的闪烁特性
自NaI:Tl无机闪烁晶体发明以来，出现了大量的无机闪烁材料，例如0近一篇文章报道了400多种闪烁化合物[22]。然而，在高能物理、核物理和核医学等领域已经得到普遍应用的具有优异性能的闪烁晶体很少，如NaI:Tl、CsI:Tl、CdWO4、BGO和PWO等。此外，近年来新出现的掺铈高温闪烁晶体如YAP、LSO和LuAP是新一代具有诱人闪烁性能的无机闪烁晶体。
无机闪烁晶体的主要应用
与塑料聚合物、液体、液晶和荧光粉等普通闪烁材料相比，无机闪烁晶体具有密度高、体积小、物理化学性质和闪烁性能优异等突出特点，在所有实用闪烁材料中占有重要地位。由闪烁晶体、光电倍增管、硅光二管和雪崩光电二极管组成的探测元件具有普遍的应用背景
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