福建人工CeYAP晶體研發(fā)

目前，Ce:YAP閃爍晶體已有不同規(guī)格出售，主要采用直拉法和下降法生長(zhǎng)。ce:yap的1.5.1.2晶體結(jié)構(gòu)、生長(zhǎng)、能級(jí)和光譜性質(zhì)CeYAP晶體低濃度與高濃度如何區(qū)分？載流子也可以被晶格中的淺陷阱俘獲。這些俘獲的載流子可以被熱釋放并參與復(fù)合過(guò)程，從而增加晶體的發(fā)射持續(xù)時(shí)間。(Ce3離子5d態(tài)的能量較低，與4f態(tài)的高能級(jí)重疊。所以4f電子會(huì)被激發(fā)到5d態(tài)，從5d態(tài)回到4f態(tài)會(huì)發(fā)光。由于5d軌道位于5s5p之外，不像4f軌道那樣被屏蔽在內(nèi)層，所以很容易受到外場(chǎng)的影響，使得5d態(tài)成為能帶而不是離散能級(jí)。從這個(gè)能帶到4f能級(jí)的躍遷成為帶譜。由于存在Ce3+離子的非輻射躍遷，Ce,Mn:YAP的衰減時(shí)間的快慢成分均變?yōu)樵瓉?lái)的一半。福建人工CeYAP晶體研發(fā)

閃爍現(xiàn)象是指粒子束或射線作用于某種物質(zhì)產(chǎn)生的脈沖光。它更重要的特點(diǎn)是發(fā)出的光具有極快的衰減時(shí)間。具有這種性質(zhì)的材料稱為閃爍體或閃爍材料。利用熒光物質(zhì)的發(fā)光現(xiàn)象來(lái)記錄核輻射早就開始了。長(zhǎng)期以來(lái)，閃爍體作為一種非常重要的電磁量熱儀材料，在高能物理、核醫(yī)學(xué)成像、核技術(shù)和工程中得到了普遍的應(yīng)用。自從我們使用閃爍材料探測(cè)輻射以來(lái)，已經(jīng)將近一個(gè)世紀(jì)了。在本世紀(jì)，一些重要的閃爍材料因其商業(yè)應(yīng)用前景而得到廣泛應(yīng)用，或者因其優(yōu)異的性能而在科學(xué)研究中得到普遍關(guān)注和發(fā)展。云南品質(zhì)CeYAP晶體元件用水平區(qū)熔法生長(zhǎng)了CeYAP閃爍晶體，然后研究了不同方法生長(zhǎng)的CeYAP晶體的光學(xué)和閃爍性質(zhì)。

品質(zhì)優(yōu)的CeYAP晶體注意事項(xiàng)：用提拉法生長(zhǎng)大尺寸Ce: YAP晶體，包括改進(jìn)生長(zhǎng)設(shè)備和調(diào)整生長(zhǎng)工藝。因?yàn)橐郧暗纳L(zhǎng)工藝不適合生長(zhǎng)大尺寸的Ce: YAP晶體，尤其是晶體形狀、肩部和等徑部分不能得到有效控制，影響晶體質(zhì)量。為了解決存在的問(wèn)題，我們改進(jìn)了晶體生長(zhǎng)爐的功率控制系統(tǒng)和重量傳感系統(tǒng)，重新設(shè)計(jì)了坩堝和保溫罩，并對(duì)溫度場(chǎng)過(guò)程進(jìn)行了適當(dāng)?shù)奶剿?。Ce:YAG衰減快(80ns)，在530nm處發(fā)出熒光，其發(fā)射波長(zhǎng)與硅光電二極管的探測(cè)敏感區(qū)相匹配，因此可應(yīng)用于低能射線粒子的探測(cè)等領(lǐng)域。

對(duì)于摻Ce3的無(wú)機(jī)閃爍晶體，高能射線作用下的閃爍機(jī)制一般認(rèn)為如下[16，17]:晶體吸收高能射線后，晶體內(nèi)部產(chǎn)生大量的熱化電子空穴對(duì)。由于鈰元素的四階電離能是所有稀土元素中比較低的(如圖1-6所示)，晶體發(fā)光中心的Ce3離子首先俘獲一個(gè)空穴形成Ce4離子。然后一個(gè)電子被捕獲，變成Ce3。此時(shí)，電子和空穴被鈰離子重組。復(fù)合產(chǎn)生的能量將Ce3離子從4f基態(tài)激發(fā)到5d激發(fā)態(tài)，然后Ce3離子從5d激發(fā)態(tài)輻射弛豫到4f基態(tài)發(fā)光由于摻雜鈰離子的無(wú)機(jī)閃爍體通常具有高光輸出和快速衰減的特點(diǎn)。CeYAP等被認(rèn)為是新一代高性能無(wú)機(jī)閃爍晶體。

在40k，由在X-ray激發(fā)的純CsI晶體的能量效率為30%；然而，它的發(fā)光效率在室溫下非常低，這就是為什么純CsI晶體難以用于閃爍過(guò)程的原因。堿土金屬氟化物，如氟化鈣、氟化鍶等。在室溫下，激子發(fā)光仍然保持高產(chǎn)率。在這種情況下，我們可以討論Vk中心在上述反應(yīng)中亞穩(wěn)態(tài)的作用。因此，離子晶體表現(xiàn)出一種非常有趣的性質(zhì)，即純晶體或沒(méi)有發(fā)光中心的晶體可以產(chǎn)生有效的發(fā)光。這是因?yàn)樵谳椪者^(guò)程中，晶體中會(huì)產(chǎn)生大量的Vk發(fā)光中心。在維克激子發(fā)光后，VK中心消失了，水晶恢復(fù)了原來(lái)的屬性。Ce 3的光致發(fā)光強(qiáng)度呈單指數(shù)形式衰減，室溫下其衰減常數(shù)約為16-18n。云南品質(zhì)CeYAP晶體元件

CeYAP作為一種高溫閃爍晶體，具有良好的機(jī)械加工性能。福建人工CeYAP晶體研發(fā)

有人計(jì)算過(guò)YAP晶體的能帶結(jié)構(gòu)[77，78]。結(jié)果表明，該氧化物晶體的價(jià)帶頂端由未結(jié)合的O2-離子組成，而價(jià)帶he心主要由O2-離子的2S能級(jí)和Y3離子的4P能級(jí)的混合物組成。導(dǎo)帶底部主要由Y3離子的4d和5S軌道組成，而Al3的3d能級(jí)在導(dǎo)帶中占據(jù)較高的能級(jí)位置。YAP晶體的禁帶寬度為7.9 eV，主要由Y-O相互作用決定，而不是Al-O相互作用。文獻(xiàn)[26]中也報(bào)道了YAP晶體的帶隙為8.02 eV。由于YAP晶體結(jié)構(gòu)的各向異性，很難獲得高質(zhì)量的晶體，但由于其廣闊的應(yīng)用前景，人們對(duì)YAP晶體的生長(zhǎng)過(guò)程做了大量的探索和研究。福建人工CeYAP晶體研發(fā)

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