對(duì)于摻Ce3的無機(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機(jī)閃爍體通常具有高光輸出和快速衰減的特點(diǎn)。Ce和Mn: YAP的衰變時(shí)間明顯短于Ce、Mn : YAP，其快、慢成分分別為10.8ns和34.6 ns。山東CeYAP晶體公司
YAP晶體屬于扭曲鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的正交晶系，可視為晶格常數(shù)A=5.328，B=7.367，C=5.178的Al-O 八面體，所有頂點(diǎn)共享而成的三維結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)如圖1-7所示。一個(gè)YAP原細(xì)胞中有四個(gè)YAP分子，晶體中有兩種可以置換的陽離子位置：一種是扭曲的YO12多面00置(y3半徑ry=1.02)；另一個(gè)接近理想的八面00置(ral=0.53)。Ce3離子的半徑為1.03，取代了YAP中具有C1h對(duì)稱性的Y3離子。由于失真，實(shí)際配位數(shù)相當(dāng)于8。該體系中有三種穩(wěn)定的化合物：(1) y3al5o12 (YAG)，摩爾比為1)y2 O3al2o 3=:5；(2)摩爾比為2:1的單斜化合物y4al 2o 9(YAM)；(3)摩爾比為1:1的氧化釔(YAP)。YAP是一種均勻熔化的化合物，從熔點(diǎn)到室溫沒有相變。山東CeYAP晶體廠家YAP基體中Mn離子和Ce離子之間存在明顯的能量轉(zhuǎn)移過程。
用溫梯法成功生長(zhǎng)了直徑為 110mm 的大尺寸 Ce: YAG 閃爍晶體，晶體具有良好的外形和光學(xué)性質(zhì)。研究了不同溫度和氣氛等退火條件對(duì) Ce: YAG（TGT）閃爍晶體發(fā)光性能的影響，發(fā)現(xiàn)1100℃ 氧氣退火對(duì)提高晶體的發(fā)光強(qiáng)度具有比較好效果，發(fā)光強(qiáng)度提高了近60%。并初步分析了 Ce: YAG（TGT）閃爍晶體存在的缺陷以及其對(duì)晶體的發(fā)光性能和閃爍時(shí)間的影響。測(cè)試了大尺寸 Ce: YAG 閃爍晶體的相對(duì)光輸出、γ射線靈敏度與DD中子靈敏度、γ射線相對(duì)能量響應(yīng)等性能，結(jié)果表明溫梯法生長(zhǎng)的Ce: YAG 晶體在高能射線和中子探測(cè)方面具有較大的應(yīng)用價(jià)值。 陜西CeYAP晶體供應(yīng)YAP中形成色心的另外一種可能原因是晶體中存在雜質(zhì)離子.
國(guó)外生長(zhǎng)的YAP單晶已達(dá)到50毫米，長(zhǎng)約150毫米，重約1380克。隨著生長(zhǎng)技術(shù)的提高，中科院上海光學(xué)力學(xué)研究所已經(jīng)能夠生長(zhǎng)出直徑為50 mm的大單晶，但形狀控制和質(zhì)量有待進(jìn)一步提高。比較了不同價(jià)離子摻雜對(duì)Ce: YAP晶體閃爍性能的影響。結(jié)果表明，二價(jià)離子摻雜對(duì)Ce: YAP晶體的閃爍性能有很強(qiáng)的負(fù)面影響，而四價(jià)離子摻雜有助于提高Ce:Yap晶體的部分閃爍性能。還研究了錳離子摻雜對(duì)Ce: YAP晶體性能的影響。發(fā)現(xiàn)YAP基體中Mn離子和Ce離子之間存在明顯的能量轉(zhuǎn)移過程，Ce和Mn: YAP的衰變時(shí)間明顯短于Ce、Mn : YAP，其快、慢成分分別為10.8ns和34.6 ns。過渡金屬離子污染造成Ce: YAP吸收帶紅移可能性不大。
上式(1.10)中的Wi是構(gòu)成晶體的原子I的重量百分比，Zi是構(gòu)成晶體的原子I的原子序數(shù)。入射到晶體中的光子和電子(或正電子)在晶體中經(jīng)過一定距離后能量下降到1/e。這個(gè)距離稱為晶體的輻射長(zhǎng)度(通常表示為X0)。它袋表閃爍體對(duì)輻射的截止能力。從上面的定義可以得出結(jié)論：X0=1/ (1.11)可以看出，輻射長(zhǎng)度(X0)與吸收系數(shù)()成反比，所以吸收系數(shù)越大。輻射長(zhǎng)度越短。輻射長(zhǎng)度可由以下公式近似表示：X0=180A/(Z2) (1.12)其中a為原子量，z為有效原子數(shù)，為密度。從這個(gè)公式可以看出，有效原子序數(shù)和密度越高，晶體的輻射長(zhǎng)度越短。由于電磁量熱儀用閃爍晶體的長(zhǎng)度一般為20 X0，因此使用輻射長(zhǎng)度較小的晶體有利于減小探測(cè)器的尺寸。另一方面，輻射長(zhǎng)度越長(zhǎng)，所需的材料越長(zhǎng)，很難保證材料的均勻性。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。陜西新型CeYAP晶體批發(fā)價(jià)
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。山東CeYAP晶體公司
本文主要討論了大尺寸Ce:YAP晶體的生長(zhǎng)和自吸收以及用溫度梯度法生長(zhǎng)和退火大尺寸Ce:YAG晶體，以提高晶體的實(shí)用性能。釔鋁石榴石(Y3Al5O12或YAG)單晶是一種優(yōu)良的激光基質(zhì)材料和光學(xué)襯底材料，其中Nd:YAG和Yb:YAG激光晶體得到了普遍的應(yīng)用。Ce:YAG晶體作為閃爍材料在1992年引起了人們的注意。Moszynski和Ludziejewski分別于1994年和1997年系統(tǒng)地研究了Ce:YAG晶體的閃爍特性，指出Ce:YAG晶體具有優(yōu)異的閃爍特性。同時(shí)，國(guó)內(nèi)生長(zhǎng)的Ce:YAP晶體的自吸收問題長(zhǎng)期存在，導(dǎo)致無法有效提高光產(chǎn)額。因此，解決自吸收問題，生長(zhǎng)大尺寸Ce:YAP晶體對(duì)閃爍材料的研究和應(yīng)用具有重要意義。山東CeYAP晶體公司
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