湖南雙摻CeYAP晶體生產(chǎn)

來源: 發(fā)布時間:2021-12-25

鈰離子摻雜的高溫閃爍晶體具有高光輸出和快速衰減等閃爍特性,是無機閃爍晶體的重要發(fā)展方向。Ce:YAP和Ce:YAG高溫閃爍晶體具有良好的物理化學(xué)性質(zhì),在無機閃爍晶體中占有優(yōu)勢,在探測中低能粒子射線方面有很大的潛在應(yīng)用。隨著應(yīng)用要求的變化,閃爍晶體的尺寸越來越大,生長大尺寸的閃爍晶體變得越來越重要。同時,國內(nèi)生長的Ce:YAP晶體的自吸收問題長期存在,導(dǎo)致無法有效提高光產(chǎn)額。因此,解決自吸收問題,生長大尺寸Ce:YAP晶體對閃爍材料的研究和應(yīng)用具有重要意義。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)。湖南雙摻CeYAP晶體生產(chǎn)

YAP晶體的生長過程:生長氣氛:由于采用中頻加熱方式,主要保溫材料為高熔點絕熱氧化物(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Ce3離子發(fā)光有猝滅作用。因此,在生長過程中,我們通常在惰性氣氛中生長,并試圖在弱還原氣氛中生長,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Ce: YAP晶體Ce3+ 濃度有什么不同?河南品質(zhì)CeYAP晶體批發(fā)價1680℃高溫氫氣退火后,CeYAP晶體中同時包含YAP相和YAG相。

近年來,出現(xiàn)了一些新的快速閃爍材料,如Zn0基閃爍體、摻鐠氧化物晶體[2,3]、Yb: YAG等。Zn0和Yb: YAG的衰減時間小于1ns,但出光率低,Zn0晶體的生長非常困難。由于Pr3中d-f躍遷發(fā)光的存在,其氧化物晶體的衰變時間比摻鈰氧化物晶體快。比如Pr3360YAG是17ns,但是Pr的復(fù)雜能級對光產(chǎn)額影響很大。0近有報道稱,摻鎵Zn0的發(fā)光強度有了很大的提高,對時間特性影響不大。由于各種原因,這些新的閃爍材料在實際應(yīng)用之前還有很長的路要走。閃爍材料會議也經(jīng)常舉行。

Ce: YAG 閃爍晶體的生長參數(shù):根據(jù)Ir坩堝的尺寸以及熱場條件,通過觀察YAP熔體對流狀態(tài),本論文選擇晶體轉(zhuǎn)速為10-20RPM;考慮到Ce離子在YAP晶體中的分凝系數(shù)較大(約為0.5)和晶體的尺寸(Φ55mm),實驗中選用了1-2mm/h的提拉速度。生長流程:裝爐→抽真空→充氣→升溫化料→烤晶種→下種→縮頸→生長→提拉→降溫→取出晶體進(jìn)行退火。在裝爐時,為了保證爐體內(nèi)徑向溫度軸對稱分布,線圈中心、石英管中心、坩堝中心及籽晶中心應(yīng)該保持一致。CeYAP晶體在中低能量粒子射線探測方面有很大的應(yīng)用前景。

比較了摻雜不同價離子對Ce: YAP晶體自吸收的影響。發(fā)現(xiàn)二價離子對Ce: YAP晶體的閃爍性能有很強的負(fù)面影響,而四價離子有助于提高晶體的閃爍性能。還研究了錳離子摻雜對Ce: YAP晶體性能的影響。利用溫度梯度法,生長了直徑為110毫米的Ce: YAG閃爍晶體,該晶體具有良好的形狀和光學(xué)性質(zhì)。研究了不同溫度和氣氛等退火條件對Ce: YAG(TGT)閃爍晶體發(fā)光效率的影響,發(fā)現(xiàn)1100氧退火對提高晶體發(fā)光強度的效果比較好。在離子晶體中還觀察到了一種新的內(nèi)在發(fā)光:中心帶上部和價帶之間的躍遷,簡稱為中心-價帶躍遷。這種發(fā)光躍遷衰減時間快(子納秒級),但光輸出低。CeYAP晶體具有良好的物化性能,是無機閃爍晶體中較有優(yōu)勢的晶體。河南品質(zhì)CeYAP晶體批發(fā)價

CeYAP晶體穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì)和良好的探測性能,在核醫(yī)學(xué),核防護(hù)等方面有著較廣的應(yīng)用前景。湖南雙摻CeYAP晶體生產(chǎn)

過渡金屬離子摻雜對YAP晶體透射邊緣的影響,由于過渡金屬離子D層具有更多的電子能級,容易受到晶場的影響,因此YAP晶體中可能存在更多的吸收帶。為了了解過渡金屬摻雜對Ce: YAP自吸收的可能影響,我們比較了摻雜過渡金屬如銅(0.5%)、鐵(0.5%)和錳(0.5%)的純YAP晶體的透射光譜。從圖4-11可以看出,Mn摻雜的yap在480nm處有明顯的吸收峰,而Cu摻雜的YAP在370nm左右有吸收峰,F(xiàn)e摻雜的YAP將在下一節(jié)討論。我們生長的Ce: YAP在350nm ~ 500nm范圍內(nèi)沒有額外的吸收峰,少量過渡金屬離子的存在只會對吸收產(chǎn)生線性疊加效應(yīng),低濃度吸收不足以引起Ce: YAP晶體的自吸收,因此過渡金屬離子污染不太可能引起Ce3360Yap吸收帶紅移。同時,GDMS分析結(jié)果還表明,我們生長的Ce: YAP晶體中過渡金屬的含量小于10ppm,對晶體發(fā)光的影響可以忽略不計。湖南雙摻CeYAP晶體生產(chǎn)

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