這里來為大家介紹下，不同厚度Ce:YAP晶體自吸收比較。ce : YaP晶體生長的溫場調(diào)整，在晶體生長過程中，除了控制部分，坩堝形狀和位置、保溫罩結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)速、拉速、氣氛等因素都會對晶體質(zhì)量產(chǎn)生影響。為了生長大尺寸晶體，有效改變晶體生長的溫場和熔體對流狀態(tài)，我們采用大直徑銥坩堝進(jìn)行生長，并設(shè)計(jì)了相應(yīng)的保溫罩系統(tǒng)。同時(shí)，在生長過程基本穩(wěn)定后，我們通過適當(dāng)改變氧化鋯體系的結(jié)構(gòu)和調(diào)整晶體生長的溫場來尋求比較好的生長條件。CeYAP等被認(rèn)為是新一代高性能無機(jī)閃爍晶體。上海CeYAP晶體研發(fā)
在弱還原氣氛下生長的Ce:YAP晶體，發(fā)現(xiàn)自吸收得到有效緩解，2mm厚度晶體透過邊藍(lán)移近30nm，熒光激發(fā)的發(fā)光強(qiáng)度提高了50%以上。同時(shí)研究了還原氣氛生長對Ce:YAP晶體其他閃爍性能的影響。1．生長了不同價(jià)態(tài)離子摻雜的Ce:YAP晶體，以研究電荷補(bǔ)償效應(yīng)對Ce4+離子的作用。結(jié)果發(fā)現(xiàn)兩價(jià)離子對Ce:YAP晶體閃爍性能有很強(qiáng)的負(fù)面影響，四價(jià)離子則有于助提高晶體的部分閃爍性能。2．研究了Mn離子摻雜對Ce:YAP晶體性能的影響。發(fā)現(xiàn)YAP基質(zhì)中Ce，Mn之間存在明顯的能量轉(zhuǎn)移過程。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)樵瓉淼囊话?，其中快成分?0ns左右，其小尺寸樣品可作為超快閃爍體應(yīng)用。Ce:YAP晶體的吸收光譜和熒光光譜受不同的生長方法和不同的后熱處理工藝的影響很大。江蘇專業(yè)CeYAP晶體廠家CeYAP晶體閃爍速度快、光產(chǎn)額高、機(jī)械和化學(xué)性能優(yōu)異。
除了主要摻雜的鈰元素外，鋯元素占很大比例，其含量超過10ppm，這應(yīng)該是由于生長過程中少量氧化鋯絕緣蓋碎片落入熔體中造成的，但鋯對YAP: Ce晶體[104]的閃爍特性有一定的積極影響。其他元素的含量太小，不足以引起足夠數(shù)量的吸收中心。但晶體生長所用原料的純度為5N，測量結(jié)果表明總雜質(zhì)含量大于1ppm，已經(jīng)超出純度限值一個(gè)數(shù)量級。過量的雜質(zhì)可能來自晶體生長過程或配料過程，因此在未來的生長和制備過程中應(yīng)注意可能的雜質(zhì)污染。
剛出爐的Ce:YAP單晶由于內(nèi)部熱應(yīng)力較大，在加工過程中容易開裂，提拉法生長的晶體明顯，同時(shí)由于鈰離子的價(jià)態(tài)(Ce2、Ce3、Ce4)不同，高溫閃爍晶體中只有三價(jià)鈰離子(Ce3)作為發(fā)光中心，因此不同的退火工藝條件對高溫閃爍晶體的閃爍性能有重要影響。對于空氣退火，退火溫度為1000 ~ 1600，恒溫時(shí)間為20 ~ 30小時(shí)，1200以下升溫/降溫速率為50 ~ 100，1200時(shí)升溫/降溫速率為30 ~ 50。使用的設(shè)備是硅碳或硅鉬棒馬弗爐流動氫退火，退火溫度1200-1600，恒溫時(shí)間20-36小時(shí)，1200以下升溫/降溫速率50-100/小時(shí)，1200升溫/降溫速率30-50/小時(shí)。我國生長的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。
從Ce3+ 離子2F7/2和2F5/2 態(tài)能級在YAP 晶體中的能級分裂看，2F7/2能級在晶體場中分裂的子能級寬度對應(yīng)波數(shù)范圍為3250 cm-1到2085cm-1, 2F5/2 態(tài)能級分裂的子能級寬度范圍為500 cm-1左右， 5d比較低能級的對應(yīng)波數(shù)為33000 cm-1?？梢缘玫紺e3+ 在YAP基質(zhì)中激發(fā)譜(d-f 躍遷)的比較低能級躍遷的波長為336.1nm（29750 cm-1），因此316nm的激發(fā)峰成分雖然發(fā)光波長比較偏紅光方向，但仍在允許范圍內(nèi)。當(dāng)激發(fā)波長從294nm（34013cm-1）到316nm（31645 cm-1）變化時(shí)，各子能級都有可能被激發(fā)，且不同能量激發(fā)時(shí)各子能級之間的躍遷強(qiáng)度比可能會有所差別。鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的YAP晶體的孿晶習(xí)性很容易揭示。上海CeYAP晶體研發(fā)
CeYAP是一種有吸引力的閃爍體。上海CeYAP晶體研發(fā)
對于摻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。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)。上海CeYAP晶體研發(fā)
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