天津國產(chǎn)CeYAP晶體

不同溫度退火的Fe: YAP樣品的吸收光譜和差分吸收光譜，是Fe: YAP樣品在不同溫度退火后的吸收光譜和微分吸收光譜。Fe: YAP晶體的吸收光譜在203納米、246納米、270納米和325納米附近有吸收峰。差示吸收光譜顯示，氫退火后264 ~ 270納米波長范圍內(nèi)的吸收明顯減弱，氧退火后321納米出現(xiàn)差示吸收峰?？梢哉J(rèn)為246 nm和270 nm處的吸收與Fe3有關(guān)，即Fe3和Fe2之間存在躍遷[102]。除了321nm處的吸收，YAP: Fe的幾個(gè)吸收峰與純YAP晶體的吸收峰有一定距離，這不能解釋純YAP(Ce: YAP)中的其他吸收峰與鐵有關(guān)。 由于過渡金屬離子d層電子能級(jí)較多，且易受晶場影響，在YAP晶體中可能存在較多吸收帶。天津國產(chǎn)CeYAP晶體

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(duì)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(shí)驗(yàn)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(shí)，為了保證爐體內(nèi)徑向溫度軸對(duì)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。廣西大尺寸CeYAP晶體現(xiàn)貨直供實(shí)際應(yīng)用中，國產(chǎn)Ce: YAP晶體存在嚴(yán)重的自吸收問題，直接影響晶體的發(fā)光效率。

電子、空穴和激子的相互作用將導(dǎo)致局域化。許多離子晶體表現(xiàn)出一種有趣的現(xiàn)象，即價(jià)帶空穴位于正常晶格中，這種現(xiàn)象被稱為自陷。在熱化過程中，空穴達(dá)到價(jià)帶的頂部，并被限制在特定的陰離子中。對(duì)于堿金屬鹵化物晶體，這意味著一個(gè)鹵化物離子轉(zhuǎn)變成一個(gè)原子：X- X0。該鹵原子X0將在一定程度上極化環(huán)境，并且該系統(tǒng)將顯示出軸向弛豫，導(dǎo)致這種局部空穴被兩個(gè)相鄰的陰離子共享。這種狀態(tài)被稱為X2分子或Vk中心(圖1.2)。在低溫下(通常t <200 k)，Vk核是穩(wěn)定的，位于兩個(gè)陰離子上的空穴稱為自陷空穴，電離輻射后離子晶體形成自陷空穴的平均時(shí)間為10-11 s到10-12 s，這個(gè)時(shí)間比自由空穴和導(dǎo)帶電子的復(fù)合時(shí)間短。因此，純離子晶體中的大多數(shù)空穴很快轉(zhuǎn)化為Vk中心。 不同厚度Ce:YAP晶體自吸收比較。

無機(jī)閃爍晶體在將高能射線或粒子轉(zhuǎn)化為低能光子的過程中，會(huì)發(fā)生一系列微觀過程，如一級(jí)和二級(jí)電離和激發(fā)、電子-空穴、光子和激子的遷移、電子與電子、電子與聲子(矩陣)之間的弛豫、電子-空穴對(duì)的俘獲、電子-空穴對(duì)與熒光中心之間的能量轉(zhuǎn)移等。當(dāng)經(jīng)歷電離事件時(shí)，閃爍體處于從非平衡狀態(tài)到平衡狀態(tài)的弛豫過程中。大量的熱化電子空穴對(duì)和這些電子產(chǎn)生的相當(dāng)一部分低能激子0終會(huì)轉(zhuǎn)化為發(fā)射光子，從高能輻射到紫外或可見光光子的過程就是閃爍過程。Ce 3的光致發(fā)光強(qiáng)度呈單指數(shù)形式衰減，室溫下其衰減常數(shù)約為16-18n。

同濃度Ce: YAP的熒光光譜。在可見光(300納米)激發(fā)下，不同濃度Ce: YAP的熒光強(qiáng)度隨著濃度的增加而增加，直到0.5at%。當(dāng)濃度為1.0at%時(shí)，濃度淬滅，發(fā)光強(qiáng)度開始降低。相同厚度(5mm)的Ce: YAP晶體在X射線激發(fā)下的發(fā)光強(qiáng)度隨著濃度的增加先增大后減小，峰值位置也有紅移，其中0.3at%處的發(fā)光強(qiáng)度比較高。自吸收對(duì)光致發(fā)光幾乎沒有影響，因?yàn)榧ぐl(fā)和發(fā)射過程都發(fā)生在樣品表面。在高能射線的激發(fā)下，經(jīng)過多次電離過程，晶體內(nèi)部產(chǎn)生大量的電子-空穴對(duì)，電子-空穴對(duì)將能量傳遞到發(fā)光中心，發(fā)光過程基本發(fā)生在晶體內(nèi)部。離子摻雜濃度、原料的純度以及生長工藝條件等是影響CeYAP晶體缺陷的主要原因。天津國產(chǎn)CeYAP晶體

通過分析Ce: YAP晶體的自吸收機(jī)制，發(fā)現(xiàn)在YAP中存在一個(gè)Ce4離子的寬帶電荷轉(zhuǎn)移吸收峰。天津國產(chǎn)CeYAP晶體

YAP晶體的生長過程：(1)籽晶：的選擇籽晶的走向和質(zhì)量直接影響直拉晶體的質(zhì)量。對(duì)于YAP單晶，由于其嚴(yán)重的各向異性，B軸的熱膨脹系數(shù)遠(yuǎn)大于A軸和C軸(A:4.2 10-6 oc-1，B:11.7 10-6 oc-1，C:5.1 10-6 oc-1)，在生長過程中容易產(chǎn)生結(jié)構(gòu)應(yīng)力和相應(yīng)的熱應(yīng)力。這些熱應(yīng)力也為了減少這種影響，我們選擇了《100〉中的YAP 籽晶，〈010〉中的〈001〉中的〈101〉中的〈籽晶尺寸為8 50mm(2)熱場的選擇：由于YAP晶體熱膨脹系數(shù)和熱導(dǎo)率的軸向差異，除了選擇合適的籽晶外，選擇合適的溫度場環(huán)境更為重要。由于鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的YAP晶體的孿晶習(xí)性很容易揭示，為了克服孿晶的形成，需要在固液界面和整個(gè)生長室中形成合適的溫度梯度。天津國產(chǎn)CeYAP晶體

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