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)，即純晶體或沒有發(fā)光中心的晶體可以產(chǎn)生有效的發(fā)光。這是因為在輻照過程中，晶體中會產(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)了原來的屬性。由于晶體放肩階段屬強迫限制晶體直徑增大的過程，晶體尺寸的變化率比較大。浙江雙折射CeYAP晶體作用
近年來，Ce:YAG單晶薄膜和Ce:YAG陶瓷等閃爍體以其獨特的優(yōu)勢引起了人們的關(guān)注。硫化物閃爍晶體的帶隙較小，鈰離子摻雜的硫化物閃爍晶體也具有光衰減快、密度大的特點。例如Ce:Lu2S3晶體具有高光輸出(約30000光子/兆電子伏)、快速光衰減(約32納秒)、重密度(約6.25克/立方厘米)和高有效原子序數(shù)(Zeff=66.8)的特點。但是硫化物晶體也很難生長，不受人青睞。目前Ce:YAG高溫閃爍晶體已經(jīng)商業(yè)化，主要用于掃描電子顯微鏡(SEM)的顯示元件，其生長方法主要有直拉法和溫度梯度法。山西品質(zhì)CeYAP晶體生產(chǎn)CeYAP晶體閃爍速度快、光產(chǎn)額高、機械和化學(xué)性能優(yōu)異。
作為自由離子，Ce3的4f和5d能級差為6.134 eV (202nm/49340cm-1) [14]。在晶體場的作用下，4f和5d之間的能級距離普遍減小。晶體場力越大，能級間距越小。從前面的討論可以看出，4f能級在內(nèi)層被屏蔽，基本不受晶場影響。5d態(tài)被晶體場分裂，導(dǎo)致4f和5d能級重心距離縮短。P. Dorenbos認為，晶體場引起的5d能級分裂程度取決于Ce3周圍陰離子多面體的大小和形狀[15]?；贑e3離子以上獨特的能級結(jié)構(gòu)和發(fā)光特性，以Ce3離子為激發(fā)離子的無機晶體一般光輸出高，衰減時間快，更適合作為閃爍晶體。
在吸收伽馬量子后的10-10s內(nèi)，離子晶體包含大量Vk中心和位于導(dǎo)帶中的自由電子。Vk心臟在閃爍過程中起著重要作用。軸向弛豫也受到價帶激子和(X22-)*分子中空穴組成的影響。對于高能激發(fā)，直接形成價帶激子的概率比較低，而囚禁的激子可以通過Vk中心俘獲自由電子形成。那么處于激發(fā)態(tài)的被囚禁的激子可以發(fā)射光子，這就是所謂的激子發(fā)光。這種發(fā)光源于導(dǎo)帶中的電子和Vk中心之間的相互作用，一個Vke配置的自陷激子。這種發(fā)光具有與由晶體中的光致激發(fā)形成的陰離子激子發(fā)光相同的特征。堿金屬鹵化物晶體的本征激子發(fā)光只在低溫下有效，此時空穴自陷形成的Vk中心是不動的。通過分析Ce: YAP晶體的自吸收機制，發(fā)現(xiàn)在YAP中存在一個Ce4離子的寬帶電荷轉(zhuǎn)移吸收峰。
摻鈰鋁酸釔(Ce: YAP)和釔鋁石榴石(Ce: YAG)高溫閃爍晶體不jin具有高光輸出和快速衰減的閃爍特性(表1-5)，而且具有優(yōu)異的物理化學(xué)性能(表1-6)。它們具有密度低、有效原子序數(shù)小的缺點，但可以廣泛應(yīng)用于中低能射線和粒子探測領(lǐng)域。Ce: YAP和Ce: YAG是兩種典型的高光輸出、快速衰減的高溫?zé)o機閃爍晶體，已經(jīng)在許多場合得到應(yīng)用。對它們的生長特性、晶體缺陷和光學(xué)閃爍性能的研究，對其他鈰離子摻雜的高溫閃爍晶體的研究和探索具有重要的參考意義。CeYAP高溫閃爍晶體具有優(yōu)異的閃爍性能和獨特的物理化學(xué)性質(zhì)。浙江雙折射CeYAP晶體作用
通常高能射線與無機閃爍晶體相互作用存在有三種方式，光電效應(yīng)，康普頓散射，正負電子對。浙江雙折射CeYAP晶體作用
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厚度晶體透過邊藍移近30nm，熒光激發(fā)的發(fā)光強度提高了50%以上。同時研究了還原氣氛生長對Ce:YAP晶體其他閃爍性能的影響。1．生長了不同價態(tài)離子摻雜的Ce:YAP晶體，以研究電荷補償效應(yīng)對Ce4+離子的作用。結(jié)果發(fā)現(xiàn)兩價離子對Ce:YAP晶體閃爍性能有很強的負面影響，四價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。浙江雙折射CeYAP晶體作用
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