福建國產(chǎn)CeYAP晶體研發(fā)

鈰離子摻雜的高溫閃爍晶體具有高光輸出快衰減等閃爍特征，是無機(jī)閃爍晶體的一個(gè)重要發(fā)展方向，而Ce:YAP和Ce:YAG是其中較有優(yōu)勢(shì)的晶體。隨著應(yīng)用需求的變化，對(duì)閃爍晶體尺寸的要求也在不斷增加，生長(zhǎng)大尺寸的閃爍晶體變得更為重要。同時(shí)國內(nèi)目前生長(zhǎng)的Ce:YAP 晶體普遍存在自吸收問題，導(dǎo)致光產(chǎn)額一直無法有效提高，且其機(jī)理至今仍不清楚。為了有效提高Ce:YAP 晶體的閃爍性能，解決其自吸收問題，提高晶體的發(fā)光強(qiáng)度，著重研究了Ce:YAP 晶體的自吸收機(jī)理。同時(shí)為了得到大尺寸高發(fā)光效率的Ce:YAG晶體，用溫梯法嘗試了大尺寸Ce:YAG晶體的生長(zhǎng)，并對(duì)晶體的比較好熱處理?xiàng)l件進(jìn)行了摸索。本論文主要圍繞大尺寸Ce:YAP晶體的生長(zhǎng)及其自吸收問題，和溫梯法大尺寸Ce:YAG晶體的生長(zhǎng)和退火研究，以真正提高晶體的實(shí)用性能。 實(shí)際應(yīng)用中，國產(chǎn)Ce: YAP晶體存在嚴(yán)重的自吸收問題，直接影響晶體的發(fā)光效率。福建國產(chǎn)CeYAP晶體研發(fā)

目前國內(nèi)生長(zhǎng)的Ce: YAP晶體仍存在出光率低的問題，其機(jī)理應(yīng)該與自吸收有關(guān)，但尚未得到有效解決。為了比較不同退火條件下退火對(duì)自吸收的影響，我們測(cè)量了相同厚度(2mm)和濃度(0.3%)的Ce: YAP晶體在不同溫度和氣氛下退火后的透射光譜、熒光光譜和XEL光譜。從圖4-8可以看出，直拉法生長(zhǎng)的Ce: YAP晶體經(jīng)氫退火后透射邊藍(lán)移，自吸收減弱。當(dāng)進(jìn)行氧退火時(shí)，通過邊緣紅移增強(qiáng)了自吸收。氫的退火溫度越高，自吸收越弱。氧的退火溫度越高，自吸收越強(qiáng)。然而，退火溫度的上限約為1600。如果溫度太高，晶體容易起霧，導(dǎo)致幾乎不滲透。河南新型CeYAP晶體出廠價(jià)Ce: YAP晶體的d-f躍遷為寬帶發(fā)射，峰值在365 nm。

YAP晶體的生長(zhǎng)過程：生長(zhǎng)氣氛：由于采用中頻加熱方式，主要保溫材料為高熔點(diǎn)絕熱氧化物(氧化鋯、氧化鋁等)。)，雖然爐內(nèi)充滿高純氬氣體，但整個(gè)直拉法體系仍保持弱氧化，使Ce4離子含量增加。研究表明，Ce4離子對(duì)Ce3離子發(fā)光有猝滅作用。因此，在生長(zhǎng)過程中，我們通常在惰性氣氛中生長(zhǎng)，并試圖在弱還原氣氛中生長(zhǎng)，其中惰性氣氛是高純氬氣體，弱還原氣氛是高純氬和高純氫的混合氣體(2-10%氫氣)。 不同氣氛生長(zhǎng)Ce: YAP晶體Ce3+ 濃度有什么不同？

康普頓閃射過程中，電子與X射線或者其他高能射線發(fā)生彈性散射，使高能射線波長(zhǎng)變長(zhǎng)，是吸收輻射能的主要方式之一。在康普頓效應(yīng)中，單個(gè)光子與與單個(gè)自由電子或者束縛電子相碰撞，在碰撞中光子把部分能量和動(dòng)量傳遞給電子，使之受到反沖 Ce:YAP閃爍晶體的性能如何？有觀點(diǎn)認(rèn)為YAP晶體的本征紫外發(fā)光中心與反位缺陷YAl3+有關(guān)，自20世紀(jì)80年代末和90年代初以來，國內(nèi)外對(duì)摻雜鈰離子的無機(jī)閃爍體進(jìn)行了大量的研究和探索，涉及的閃爍體包括從氟化合物和溴化物到氧化物和硫化物的無機(jī)閃爍體。將Ce離子摻入Mn: YAP中來獲得三價(jià)Mn離子，Ce3+離子可以為Mn4+ 離子提供一個(gè)電子，使其變成三價(jià)。

摻鈰高溫閃爍晶體是無機(jī)閃爍晶體的一個(gè)重要發(fā)展方向，其中鈰：YAP和鈰3360Yag是較好的晶體。隨著應(yīng)用要求的變化，閃爍晶體的尺寸越來越大，因此生長(zhǎng)大尺寸的閃爍晶體變得更加重要。同時(shí)，國內(nèi)生長(zhǎng)的Ce:YAP晶體自吸收現(xiàn)象普遍存在，導(dǎo)致無法有效提高出光量，其機(jī)理尚不清楚。為了有效提高Ce:YAP晶體的閃爍性能，解決其自吸收問題，提高其發(fā)光強(qiáng)度，重點(diǎn)研究了Ce:YAP晶體的自吸收機(jī)制。同時(shí)，為了獲得高發(fā)光效率的大尺寸Ce:YAG晶體，嘗試用溫度梯度法生長(zhǎng)大尺寸Ce:YAG晶體，并探索了晶體的比較好熱處理?xiàng)l件。1680℃高溫氫氣退火后，CeYAP晶體中同時(shí)包含YAP相和YAG相。河南新型CeYAP晶體出廠價(jià)

隨著Ce3+ 離子濃度增加，CeYAP晶體的吸收邊發(fā)生紅移，造成了樣品的自吸收。福建國產(chǎn)CeYAP晶體研發(fā)

據(jù)報(bào)道，F(xiàn)e3和Fe2離子分別在260納米和227納米附近有吸收[98，99]，純YAP在260納米附近也有吸收。為了了解255納米附近的吸收峰特性，我們生長(zhǎng)并研究了純YAP晶體和濃度為0.2%的YAP:鐵。通過透射率的比較，我們粗略分析了純YAP和YAP: Fe晶體中可能的色心及其對(duì)ce3360ap自吸收的影響。 Ce:YAP和Ce:YAG高溫閃爍晶體的區(qū)別？Ce:YAP晶體在弱還原氣氛中生長(zhǎng)，發(fā)現(xiàn)晶體的自吸收被有效壓制。與在惰性氣氛中生長(zhǎng)的樣品相比，厚度為2mm的樣品的透射邊緣移動(dòng)了近30納米，發(fā)光強(qiáng)度提高了50%以上。同時(shí)，研究了還原氣氛生長(zhǎng)對(duì)Ce: YAP晶體其他閃爍性能的影響。福建國產(chǎn)CeYAP晶體研發(fā)

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