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(diǎn),但可以廣泛應(yīng)用于中低能射線和粒子探測(cè)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(jī)閃爍晶體,已經(jīng)在許多場(chǎng)合得到應(yīng)用。對(duì)它們的生長(zhǎng)特性、晶體缺陷和光學(xué)閃爍性能的研究,對(duì)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。自20世紀(jì)80年代末和90年代初以來(lái),國(guó)內(nèi)外對(duì)摻雜鈰離子的無(wú)機(jī)閃爍體進(jìn)行了大量的研究和探索。河北新型CeYAP晶體出廠價(jià)
不同厚度Ce:YAP晶體自吸收比較。當(dāng)強(qiáng)度為J0的入射輻射穿過(guò)厚度為為x,的材料時(shí),出射輻射的強(qiáng)度可以近似表示為:J=J0exp(-x) (1.8)其中為線性吸收系數(shù)。就伽馬射線而言,它們主要與固體中的電子相互作用。此時(shí)主要取決于固體中的電子密度ne和一個(gè)電子的吸收截面e,所以線性吸收系數(shù)也可以表示為:==(1.9)上式中的z袋表閃爍體的有效原子序數(shù)。閃爍晶體通常要求對(duì)入射輻射有較大的吸收系數(shù)。例如,對(duì)于層析成像技術(shù),使用吸收系數(shù)大的材料不只可以使探測(cè)器尺寸緊湊,還可以提高其空間分辨率。空間分辨率對(duì)于核物理和高能物理實(shí)驗(yàn)中使用的探測(cè)器尤為重要。湖南雙折射CeYAP晶體出廠價(jià)結(jié)果發(fā)現(xiàn)兩價(jià)離子對(duì)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。
摻鈰高溫閃爍晶體是無(wú)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(lái)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(guó)內(nèi)生長(zhǎng)的Ce:YAP晶體自吸收現(xiàn)象普遍存在,導(dǎo)致無(wú)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。
對(duì)于摻Ce3的無(wú)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: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(wú)機(jī)閃爍體通常具有高光輸出和快速衰減的特點(diǎn)。四價(jià)離子摻雜有助于提高Ce:Yap晶體的部分閃爍性能。
一般來(lái)說(shuō),閃爍體可以分為有機(jī)閃爍體(如萘和蒽)和無(wú)機(jī)閃爍體。Ce:YAP作為閃爍晶體的真正研究始于T. Takada等人(1980)和R. Autrata等人(1983)的提議以及YAP晶體作為掃描電鏡電子射線和紫外光子檢測(cè)的研究。1991年,Baryshevky等人用水平區(qū)熔法生長(zhǎng)了Ce:YAP閃爍晶體,然后研究了不同方法生長(zhǎng)的Ce:YAP晶體的光學(xué)和閃爍性質(zhì)。1995年,Tetsuhiko等人總結(jié)并重新研究了Ce:YAP晶體的光學(xué)特性。此后,大量文獻(xiàn)報(bào)道了Ce:YAP晶體的閃爍性質(zhì)和應(yīng)用,并對(duì)其閃爍機(jī)理進(jìn)行了大量深入的研究工作。由于Ce:YAP高溫閃爍晶體具有優(yōu)異的閃爍性能和獨(dú)特的物理化學(xué)性質(zhì),因此Ce:YAP高溫閃爍晶體可廣泛應(yīng)用于相機(jī)、動(dòng)物PET、SEM等檢測(cè)領(lǐng)域。CeYAP高溫閃爍晶體具有良好的物化性能是無(wú)機(jī)閃爍晶體中較有優(yōu)勢(shì)的晶體。廣西新型CeYAP晶體材料
CeYAP高溫閃爍晶體具有優(yōu)異的閃爍性能和獨(dú)特的物理化學(xué)性質(zhì)。河北新型CeYAP晶體出廠價(jià)
紫外輻照對(duì)Ce:YAP晶體自吸收有影響嗎?摻鈰高溫閃爍晶體是無(wú)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(lái)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(guó)內(nèi)生長(zhǎng)的Ce:YAP晶體自吸收現(xiàn)象普遍存在,導(dǎo)致無(wú)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。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。河北新型CeYAP晶體出廠價(jià)
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