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廣東品質(zhì)CeYAP晶體材料

Mn: YAP 和Ce, Mn: YAP 的熒光激發(fā)發(fā)射譜,714nm 和685nm發(fā)射峰為Mn4+ 離子 2E - 4A2 躍遷[113]。332 nm, 373 nm 和 480 nm ( λem=714nm) 分別屬于Mn4+離子的4A2→4T1 (4F), 4A2→4T1 (4P), 4A2→4T2 躍遷。Ce, Mn: YAP 晶體的Ce3+ 的發(fā)射峰在397nm,比Ce: YAP 晶體紅移了近30 nm,主要是Mn4+ 離子的吸收造成的。圖 4-49 中,Mn: YAP 和Ce, Mn: YAP在480 nm的吸收峰屬于Mn4+ 離子的4A2→4T2 躍遷,另從透過(guò)譜可知,Mn離子摻雜后Ce: YAP的透過(guò)邊有明顯紅移動(dòng),并且整體透過(guò)性能降低。CeYAP晶體發(fā)光波長(zhǎng)為360-380nm,可與目前的光電接受裝置有效耦合。廣東品質(zhì)CeYAP晶體材料

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)。廣東品質(zhì)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)。

用原來(lái)的小坩堝(8050mm)生長(zhǎng)大尺寸晶體時(shí),晶體旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的強(qiáng)制對(duì)流對(duì)熔體溫場(chǎng),有很大擾動(dòng),導(dǎo)致晶體直徑控制問(wèn)題,無(wú)法實(shí)現(xiàn)有效等徑,從而影響晶體質(zhì)量,如圖3.6所示。所以我們選擇了11080mm的銥坩堝,壁厚3 mm。在晶體生長(zhǎng)過(guò)程中,溫場(chǎng)對(duì)晶體質(zhì)量有重要影響[88]。靜態(tài)下,溫度場(chǎng)比較簡(jiǎn)單。主要考慮晶體的熱傳導(dǎo)和熱輻射,可以得到晶體的溫場(chǎng)沿軸向?qū)ΨQ。當(dāng)溫度梯度沿軸向距離增大時(shí),各分量(軸向/徑向)呈指數(shù)下降,存在固液界面凹凸的臨界條件。詳細(xì)的計(jì)算過(guò)程和結(jié)果由Bu賴斯給出。

為了研究過(guò)渡金屬可能對(duì)Ce: YAP晶體性能的影響,我們生長(zhǎng)了Mn 離子摻雜的Ce: YAP 晶體,并與Mn: YAP和Ce: YAP 晶體進(jìn)行了比較。選用Mn 離子一是由于Mn 對(duì)YAP 晶體的吸收譜影響很大;二是M. A. Noginov等人將Ce離子摻入Mn: YAP中來(lái)獲得三價(jià)Mn離子[113],Ce3+離子可以為Mn4+ 離子提供一個(gè)電子,使其變成三價(jià):Ce3+ + Mn4+ → Ce4+ + Mn3+,正好研究Mn 對(duì)Ce離子價(jià)態(tài)變化的影響;而且Mn離子和Ce離子之間可能存在能量傳遞過(guò)程,對(duì)研究Ce: YAP晶體的閃爍性能會(huì)有一些參考作用。CeYAP晶體生長(zhǎng)流程:裝爐、抽真空、充氣、升溫化料、烤晶種、下種、縮頸、生長(zhǎng)、提拉、降溫、退火。

生長(zhǎng)CeYAP晶體批發(fā)價(jià)過(guò)渡金屬摻雜對(duì)YAP晶體透過(guò)邊有哪些影響?Ce: YAP晶體自吸收機(jī)制分析,從以上實(shí)驗(yàn)可以看出,存在自吸收的累積效應(yīng),隨著厚度和濃度的增加而增加。在氧氣氛中退火后,自吸收增加,而在還原氣氛中,自吸收減少。自吸收隨ce離子濃度的增加而增加,與Ce離子有明顯的相關(guān)性,說(shuō)明雜質(zhì)離子引起自吸收有兩種可能:一種可能是Ce原料附帶的;另一種可能是其他原料中的雜質(zhì)可以與Ce離子相互作用形成吸收中心。如果Ce原料上有雜質(zhì)附著,CeO2原料純度為5N,Ce離子的熔體濃度小于0.6%,兩者之間的倍增為0.1ppm數(shù)量級(jí),那么這種雜質(zhì)的可能性很小。離子摻雜濃度、原料的純度以及生長(zhǎng)工藝條件等是影響CeYAP晶體缺陷的主要原因。廣東品質(zhì)CeYAP晶體材料

CeYAP)晶體的開(kāi)裂現(xiàn)象進(jìn)行了研究,認(rèn)為引起 開(kāi)裂的主要內(nèi)在因素是YAP晶體熱膨脹系數(shù)的各向異性。廣東品質(zhì)CeYAP晶體材料

無(wú)機(jī)閃爍晶體的閃爍機(jī)理閃爍體的本質(zhì)是在盡可能短的時(shí)間內(nèi)把高能射線或者粒子轉(zhuǎn)化成可探測(cè)的可見(jiàn)光。通常高能射線與無(wú)機(jī)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(fù)電子對(duì)。光電效應(yīng)中,一個(gè)離子吸收光子后,會(huì)從它的一個(gè)殼層中發(fā)射出光電子,光電子能量為光子能量和電子結(jié)合能之差。當(dāng)該殼層的空位別外層較高能量的電子填充時(shí),結(jié)合能會(huì)以X射線或者俄歇電子的形式釋放出來(lái)。產(chǎn)生的X射線將在二次光電過(guò)程中北吸收,入射光的全部能量則被閃爍體所吸收。廣東品質(zhì)CeYAP晶體材料

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