云南白光LED用CeYAP晶體加工

作為未摻雜晶體的ceF3具有本征發(fā)光，而另一方面，以Ce為基質(zhì)的晶體和以Ce為摻雜劑的晶體表現(xiàn)出與Ce3相同的5d4f躍遷發(fā)光。表1-2無機閃爍體中主要電子躍遷和發(fā)光中心的分類，對于閃爍體，一般要求其發(fā)光中心具有較高的輻射躍遷概率。表1-2總結(jié)了無機閃爍晶體中幾種主要類型的發(fā)光中心。具有S20外層電子構(gòu)型的類汞離子可以產(chǎn)生很高的光輸出，但很難獲得很短的衰變時間。Eu2也存在類似的情況。Ce3的5d4f躍遷是允許的躍遷，在各種襯底中既有高光輸出又有快衰減時間。有觀點認為YAP晶體的本征紫外發(fā)光中心與反位缺陷YAl3+有關(guān)。云南白光LED用CeYAP晶體加工

可以假設(shè)這種情況存在于NaI: Tl閃爍體中，因為其中Vk中心的遷移時間小于10-7s。另一個模型假設(shè)空穴與Vk中心分離，從價帶向發(fā)光中心移動。由于非局域空穴的高遷移率，這是一種將能量轉(zhuǎn)移到發(fā)光中心的快速方法。閃爍過程的后面一個階段，即發(fā)光中心的發(fā)射，已經(jīng)得到了徹底的研究。我們上面已經(jīng)提到了一些啟動過程。目前發(fā)光中心一般分為內(nèi)在和外在兩類。鹵化物和氧化物的本征發(fā)光主要受自陷激子效應(yīng)的制約。非本征發(fā)光主要取決于激發(fā)劑本身的電子躍遷(NaI: Tl，CaF2: Eu)或基質(zhì)與激發(fā)劑之間的躍遷(znse3360te，zns:ag)。而一些所謂的自激閃爍晶體(CeF3，Bi4Ge3O12，CaWO4)處于本征發(fā)光和非本征發(fā)光的中間狀態(tài)。 云南白光LED用CeYAP晶體加工CeYAP晶體中存在著生長條紋、包裹沉積物、關(guān)鍵、孿晶及位錯簇等。

比較了摻雜不同價離子對Ce: YAP晶體自吸收的影響。發(fā)現(xiàn)二價離子對Ce: YAP晶體的閃爍性能有很強的負面影響，而四價離子有助于提高晶體的閃爍性能。還研究了錳離子摻雜對Ce: YAP晶體性能的影響。利用溫度梯度法，生長了直徑為110毫米的Ce: YAG閃爍晶體，該晶體具有良好的形狀和光學(xué)性質(zhì)。研究了不同溫度和氣氛等退火條件對Ce: YAG(TGT)閃爍晶體發(fā)光效率的影響，發(fā)現(xiàn)1100氧退火對提高晶體發(fā)光強度的效果比較好。在離子晶體中還觀察到了一種新的內(nèi)在發(fā)光：中心帶上部和價帶之間的躍遷，簡稱為中心-價帶躍遷。這種發(fā)光躍遷衰減時間快(子納秒級)，但光輸出低。

閃爍材料的發(fā)展歷史可以大致分為幾個階段？Ce: YAP晶體的紅外光譜在4.9 um、4.0 um、3.7 um和3.1 um處有吸收帶，這可歸因于Ce3離子從2F5/2躍遷到2 F7/2。紫外-可見吸收光譜在303 nm、290 nm、275 nm、238 nm處有吸收峰，這可歸因于Ce3離子從2F5/2能級躍遷到5d能級。Ce: YAP晶體的d-f躍遷為寬帶發(fā)射，峰值在365 nm。Ce 3的光致發(fā)光強度呈單指數(shù)形式衰減，室溫下其衰減常數(shù)約為16-18ns。由于YAP矩陣中的各種缺陷能級都能俘獲電荷載流子，高能射線和粒子激發(fā)產(chǎn)生的閃爍光衰減常數(shù)遠大于18ns，一般在22-38 ns之間，也有慢分量和強背景。1.5.2鈰：釔鋁石榴石高溫閃爍晶體的研究從光學(xué)上說，YAP是一種負雙軸晶體。Ce和Mn: YAP的衰變時間明顯短于Ce、Mn : YAP，其快、慢成分分別為10.8ns和34.6 ns。

鈰離子摻雜的高溫閃爍晶體具有高光輸出和快速衰減等閃爍特性，是無機閃爍晶體的重要發(fā)展方向。Ce:YAP和Ce:YAG高溫閃爍晶體具有良好的物理化學(xué)性質(zhì)，在無機閃爍晶體中占有優(yōu)勢，在探測中低能粒子射線方面有很大的潛在應(yīng)用。隨著應(yīng)用要求的變化，閃爍晶體的尺寸越來越大，生長大尺寸的閃爍晶體變得越來越重要。同時，國內(nèi)生長的Ce:YAP晶體的自吸收問題長期存在，導(dǎo)致無法有效提高光產(chǎn)額。因此，解決自吸收問題，生長大尺寸Ce:YAP晶體對閃爍材料的研究和應(yīng)用具有重要意義。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。云南白光LED用CeYAP晶體加工

CeYAP等被認為是新一代高性能無機閃爍晶體。云南白光LED用CeYAP晶體加工

YAP晶體的生長過程：生長氣氛：由于采用中頻加熱方式，主要保溫材料為高熔點絕熱氧化物(氧化鋯、氧化鋁等)。)，雖然爐內(nèi)充滿高純氬氣體，但整個直拉法體系仍保持弱氧化，使Ce4離子含量增加。研究表明，Ce4離子對Ce3離子發(fā)光有猝滅作用。因此，在生長過程中，我們通常在惰性氣氛中生長，并試圖在弱還原氣氛中生長，其中惰性氣氛是高純氬氣體，弱還原氣氛是高純氬和高純氫的混合氣體(2-10%氫氣)。 不同氣氛生長Ce: YAP晶體Ce3+ 濃度有什么不同？云南白光LED用CeYAP晶體加工

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