云南新型CeYAP晶体

时间:2022年07月20日 来源:

Ca2+离子和Si4+离子掺杂对Ce : YAP晶体有哪些影响?钇铝石榴石(Y3Al5O12或YAG)单晶是一种优良的激光基质材料和光学衬底材料,其中Nd:YAG和Yb:YAG激光晶体得到了普遍的应用。Ce:YAG晶体作为闪烁材料在1992年引起了人们的注意。Moszynski和Ludziejewski分别于1994年和1997年系统地研究了Ce:YAG晶体的闪烁特性,指出Ce:YAG晶体具有优异的闪烁特性。Ce:YAG衰减快(80ns),在530nm处发出荧光,其发射波长与硅光电二极管的探测敏感区相匹配,因此可应用于低能射线粒子的探测等领域。我们生长的Ce: YAP 在350nm到500nm范围内不存在额外吸收峰。云南新型CeYAP晶体

不同温度退火的Fe: YAP样品的吸收光谱和差分吸收光谱是Fe: YAP样品在不同温度退火后的吸收光谱和微分吸收光谱。Fe: YAP晶体的吸收光谱在203纳米、246纳米、270纳米和325纳米附近有吸收峰。差示吸收光谱显示,氢退火后264 ~ 270纳米波长范围内的吸收明显减弱,氧退火后321纳米出现差示吸收峰。可以认为246 nm和270 nm处的吸收与Fe3有关,即Fe3和Fe2之间存在跃迁[102]。除了321nm处的吸收,YAP: Fe的几个吸收峰与纯YAP晶体的吸收峰有一定距离,这不能解释纯YAP(Ce: YAP)中的其他吸收峰与铁有关。 四川白光LED用CeYAP晶体好不好四价离子掺杂有助于提高Ce:Yap晶体的部分闪烁性能。

有人计算过YAP晶体的能带结构[77,78]。结果表明,该氧化物晶体的价带顶端由未结合的O2-离子组成,而价带he心主要由O2-离子的2S能级和Y3离子的4P能级的混合物组成。导带底部主要由Y3离子的4d和5S轨道组成,而Al3的3d能级在导带中占据较高的能级位置。YAP晶体的禁带宽度为7.9 eV,主要由Y-O相互作用决定,而不是Al-O相互作用。文献[26]中也报道了YAP晶体的带隙为8.02 eV。由于YAP晶体结构的各向异性,很难获得高质量的晶体,但由于其广阔的应用前景,人们对YAP晶体的生长过程做了大量的探索和研究。

闪烁材料的发展历史可以大致分为几个阶段?Ce: YAP晶体的红外光谱在4.9 um、4.0 um、3.7 um和3.1 um处有吸收带,这可归因于Ce3离子从2F5/2跃迁到2 F7/2。紫外-可见吸收光谱在303 nm、290 nm、275 nm、238 nm处有吸收峰,这可归因于Ce3离子从2F5/2能级跃迁到5d能级。Ce: YAP晶体的d-f跃迁为宽带发射,峰值在365 nm。Ce 3的光致发光强度呈单指数形式衰减,室温下其衰减常数约为16-18ns。由于YAP矩阵中的各种缺陷能级都能俘获电荷载流子,高能射线和粒子激发产生的闪烁光衰减常数远大于18ns,一般在22-38 ns之间,也有慢分量和强背景。1.5.2铈:钇铝石榴石高温闪烁晶体的研究从光学上说,YAP是一种负双轴晶体。CeYAP晶体在中低能量粒子射线探测方面有很大的应用前景。

作为未掺杂晶体的ceF3具有本征发光,而另一方面,以Ce为基质的晶体和以Ce为掺杂剂的晶体表现出与Ce3相同的5d4f跃迁发光。表1-2无机闪烁体中主要电子跃迁和发光中心的分类,对于闪烁体,一般要求其发光中心具有较高的辐射跃迁概率。表1-2总结了无机闪烁晶体中几种主要类型的发光中心。具有S20外层电子构型的类汞离子可以产生很高的光输出,但很难获得很短的衰变时间。Eu2也存在类似的情况。Ce3的5d4f跃迁是允许的跃迁,在各种衬底中既有高光输出又有快衰减时间。CeYAP晶体发光波长为360-380nm,可与目前的光电接受装置有效耦合。广西大尺寸CeYAP晶体厂家直供

CeYAP晶体具有良好的物化性能,是无机闪烁晶体中较有优势的晶体。云南新型CeYAP晶体

对于掺Ce3的无机闪烁晶体,高能射线作用下的闪烁机制一般认为如下:晶体吸收高能射线后,晶体内部产生大量的热化电子空穴对。由于铈元素的四阶电离能是所有稀土元素中比较低的(如图1-6所示),晶体发光中心的Ce3离子首先俘获一个空穴形成Ce4离子。然后一个电子被捕获,变成Ce3。此时,电子和空穴被铈离子重组。复合产生的能量将Ce3离子从4f基态激发到5d激发态,然后Ce3离子从5d激发态辐射弛豫到4f基态发光由于掺杂铈离子的无机闪烁体通常具有高光输出和快速衰减的特点。云南新型CeYAP晶体

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