从Ce3+ 离子2F7/2和2F5/2 态能级在YAP 晶体中的能级分裂看,2F7/2能级在晶体场中分裂的子能级宽度对应波数范围为3250 cm-1到2085cm-1, 2F5/2 态能级分裂的子能级宽度范围为500 cm-1左右, 5d比较低能级的对应波数为33000 cm-1。可以得到Ce3+ 在YAP基质中激发谱(d-f 跃迁)的比较低能级跃迁的波长为336.1nm(29750 cm-1),因此316nm的激发峰成分虽然发光波长比较偏红光方向,但仍在允许范围内。当激发波长从294nm(34013cm-1)到316nm(31645 cm-1)变化时,各子能级都有可能被激发,且不同能量激发时各子能级之间的跃迁强度比可能会有所差别。二价离子掺杂对Ce: YAP晶体的闪烁性能有很强的负面影响。江西科研用CeYAP晶体批发厂家
作为自由离子,Ce3的4f和5d能级差为6.134 eV (202nm/49340cm-1) [14]。在晶体场的作用下,4f和5d之间的能级距离普遍减小。晶体场力越大,能级间距越小。从前面的讨论可以看出,4f能级在内层被屏蔽,基本不受晶场影响。5d态被晶体场分裂,导致4f和5d能级重心距离缩短。P. Dorenbos认为,晶体场引起的5d能级分裂程度取决于Ce3周围阴离子多面体的大小和形状[15]。基于Ce3离子以上独特的能级结构和发光特性,以Ce3离子为激发离子的无机晶体一般光输出高,衰减时间快,更适合作为闪烁晶体。 常规尺寸CeYAP晶体量大从优CeYAP晶体一般常规浓度是多少?江西科研用CeYAP晶体批发厂家Ce: YAP 晶体中过渡金属含量均小于 10ppm,对晶体发光影响可以忽略。
同浓度Ce: YAP的荧光光谱。在可见光(300纳米)激发下,不同浓度Ce: YAP的荧光强度随着浓度的增加而增加,直到0.5at%。当浓度为1.0at%时,浓度淬灭,发光强度开始降低。相同厚度(5mm)的Ce: YAP晶体在X射线激发下的发光强度随着浓度的增加先增大后减小,峰值位置也有红移,其中0.3at%处的发光强度比较高。自吸收对光致发光几乎没有影响,因为激发和发射过程都发生在样品表面。在高能射线的激发下,经过多次电离过程,晶体内部产生大量的电子-空穴对,电子-空穴对将能量传递到发光中心,发光过程基本发生在晶体内部。
在弱还原气氛下生长的Ce:YAP晶体,发现自吸收得到有效缓解,2mm厚度晶体透过边蓝移近30nm,荧光激发的发光强度提高了50%以上。同时研究了还原气氛生长对Ce:YAP晶体其他闪烁性能的影响。1.生长了不同价态离子掺杂的Ce:YAP晶体,以研究电荷补偿效应对Ce4+离子的作用。结果发现两价离子对Ce:YAP晶体闪烁性能有很强的负面影响,四价离子则有于助提高晶体的部分闪烁性能。2.研究了Mn离子掺杂对Ce:YAP晶体性能的影响。发现YAP基质中Ce,Mn之间存在明显的能量转移过程。由于存在Ce3+离子的非辐射跃迁,Ce,Mn:YAP的衰减时间的快慢成分均变为原来的一半,其中快成分为10ns左右,其小尺寸样品可作为超快闪烁体应用。Ce:YAP晶体的吸收光谱和荧光光谱受不同的生长方法和不同的后热处理工艺的影响很大。发现YAP基质中Ce,Mn之间存在明显的能量转移过程。
闪烁现象是指粒子束或射线作用于某种物质产生的脉冲光。它更重要的特点是发出的光具有极快的衰减时间。具有这种性质的材料称为闪烁体或闪烁材料。利用荧光物质的发光现象来记录核辐射早就开始了。长期以来,闪烁体作为一种非常重要的电磁量热仪材料,在高能物理、核医学成像、核技术和工程中得到了普遍的应用。自从我们使用闪烁材料探测辐射以来,已经将近一个世纪了。在本世纪,一些重要的闪烁材料因其商业应用前景而得到广泛应用,或者因其优异的性能而在科学研究中得到普遍关注和发展。不同温度退火的Fe: YAP样品的吸收光谱和差分吸收光谱。江西科研用CeYAP晶体批发厂家
CeYAP等被认为是新一代高性能无机闪烁晶体。江西科研用CeYAP晶体批发厂家
为了研究过渡金属可能对Ce: YAP晶体性能的影响,我们生长了Mn 离子掺杂的Ce: YAP 晶体,并与Mn: YAP和Ce: YAP 晶体进行了比较。选用Mn 离子一是由于Mn 对YAP 晶体的吸收谱影响很大;二是M. A. Noginov等人将Ce离子掺入Mn: YAP中来获得三价Mn离子[113],Ce3+离子可以为Mn4+ 离子提供一个电子,使其变成三价:Ce3+ + Mn4+ → Ce4+ + Mn3+,正好研究Mn 对Ce离子价态变化的影响;而且Mn离子和Ce离子之间可能存在能量传递过程,对研究Ce: YAP晶体的闪烁性能会有一些参考作用。江西科研用CeYAP晶体批发厂家