Bridgman法生长的PWO晶体的发光特性和透光特性

本文采用改进的Bridgman法，以纯度不低于99．99％的PbO和WO3为原料，生长出无色透明的、大尺寸的PbWO4（PWO）晶体，研究了晶体沿生长方向不同部位的透射光谱及X射线激发的发射光谱特性．发现改进的Bridgman法生长的PWO晶体具有较好的发光均匀性和透光均匀性，其原因主要是改进的Bridgman法采用密封的坩埚，有效地抑制了组份（PbO和WO3）的挥发.     

氟化钙晶体的生长与缺陷研究

采用真空坩埚下降法在石墨坩埚中生长了大尺寸CaF2晶体.通过高温氟化获得无水高纯原料,自发成核发育籽晶,以＜2mm/h的生长速率,成功生长了直径170mm的CaF2晶体.研究了晶体的顶部析晶形貌、包裹体、解理等生长缺陷.     

坩埚下降法生长大尺寸Bi12GeO20晶体的宏观缺陷

Bi₁₂GeO₂₀晶体是一种多功能光电材料,在可见光范围内具有高速光折变响应,以及良好的压电、声光、磁光,旋光和电光等性能。目前,提拉法生长Bi₁₂GeO₂₀晶体,存在生长成本高、晶锭形状不规则、生长产率低、晶体光学质量差和有效晶体截面小等问题。本研究率先采用改进的坩埚下降法,在铂金坩埚和空气气氛中生长大尺寸Bi₁₂GeO₂₀晶体。通过各种分析测试方法研究生长获得的Bi₁₂GeO₂₀晶体中宏观缺陷的形态、分布和成分构成,探讨了晶体生长过程中主要宏观缺陷的形成过程和成因。坩埚下降法生长的Bi₁₂GeO₂₀晶体存在两种主要宏观缺陷：枝蔓状和管状包裹体。其中,枝蔓状包裹体与铂金溶蚀后的析晶相关,而管状包裹体与铂金析出、接种界面不稳定性和温度波动有关。本研究提出了消除坩埚下降法生长晶体中宏观缺陷的技术途径,通过降低生长控制温度、缩短高温熔体保持时间和优选籽晶等措施,可重复地生长...     

钨酸铅(PbWO_4)晶体的研究进展

钨酸铅(PWO)晶体由于自身特点:高密度(8.28g/cm~3)、短辐射长度(0.87cm)和Moliere半径(2.12cm)、快的闪烁衰减时间((?)<50ns)以及较强的抗辐照损伤能力,已经成为了最具发展潜力的闪烁晶体之一,作为一种良好的闪烁晶体,PWO晶体在高能物理、核医学等领域有着广泛的应用。主要综述了PWO晶体的结构、发光机制、自身缺陷、晶体生长的研究现状,着重阐述了生长工艺改善和离子掺杂改性对钨酸铅晶体性能的影响,分析了PWO晶体的发展前景。     

坩埚下降法生长钨酸镉单晶的光学均匀性

采用垂直坩埚下降法生长出大尺寸CdWO₄单晶, 通过DSC/TG、XRD、电子探针、透射光谱和X射线激发发射光谱对单晶进行了测试表征, 分析了单晶生长过程中熔体挥发情况和单晶化学成分变化, 研究了所生长单晶的光学均匀性的变化规律. 结果表明, CdWO₄单晶生长过程存在比较严重的熔体挥发, 且熔体中CdO比WO₃更加易于挥发; CdWO₄单晶的化学组成存在不同程度缺Cd的特征, 初期生长晶体的n(Cd)/n(W)比相对高, 后期生长晶体的n(Cd)/n(W)比持续减小, 相应地单晶在380~550nm区域的光透过率略有降低, X射线激发发光强度有所降低, 且发光波长出现略微红移的趋势. 通过提高多晶料纯度、减少熔体挥发和氧气氛退火处理, 可以改善坩埚下降法生长CdWO₄单晶的光学均匀性.     

Pb2MoO5单晶的坩埚下降法生长

本文报道了Pb2MoO5单晶的坩埚下降法生长工艺.按照精确的化学计量比进行配料,应用高温固相反应合成Pb2MoO5多晶料;在晶体生长过程中,控制炉体温度于1050～1070℃,调节固液界面温度梯度为30～40℃/cm,按照0.6～1.0 mm/h的下降速率,通过改进的坩埚下降法生长出透明完整的Pb2MoO5单晶;应用X射线衍射、差热分析、透射光谱等方法进行了单晶基本性质的表征.X射线衍射分析证实该晶体为单斜晶系,DTA/TG曲线表明该晶体在958℃一致熔融,高于此温度熔体组分出现严重挥发,该晶体在可见光波长范围具有良好的光学透过性,其吸收边位于370 nm波长附近.     

垂直布里奇曼法生长CdZnTe晶体时坩埚下降速度的优化研究

在垂直布里奇曼法(VBM)晶体生长的过程中,坩埚下降速度和晶体生长速度之间的关系对生长出来的晶体质量有很大的影响。本文采用有限元法对探测器材料CdZnTe的晶体生长过程进行了热分析,主要研究了不同的坩埚下降速度对生长过程中晶体生长速度及固液界面形状的影响,发现材料的热导率和相变潜热的比值是影响固液界面形状的主要内因。模拟结果表明,当坩埚下降速度Vp≈1mm/h时,其数值与晶体生长速度接近相等,可获得接近水平的固-液界面。实际的晶体生长实验结果与计算机模拟的结论基本一致。因此,通过适当的选择和调节坩埚下降速度是获得高质量晶体的可行技术方案。     

PbWO4晶体的热膨胀及坩埚下降技术生长晶体开裂分析

本文报道了坩埚下降技术生长钨酸铅盐晶体的热膨胀系数测量结果，讨论了热膨胀对晶体开裂的影响。同时探讨了克服晶体开裂的途径。由于生长时纵向温场效应以及晶体大的热膨胀系数和它的垢各向异性而引起的应变是导致晶体开裂的重要因素。     

ZnO晶体生长新方法研究

基于ZnO-PbF₂高温溶液体系的相关系和析晶行为, 发展了一种通气诱导成核的助熔剂-坩埚下降法生长技术. 通过优化生长参数, 获得了尺寸为φ25mm×5mm的ZnO晶体. 该晶体具有纤锌矿结构, 晶格常数a=0.3252nm, b=0.5209nm. X射线定向确认其择优取向生长方向为[0001]. 实验结果表明, 助熔剂-坩埚下降法是ZnO晶体生长的一条新途径.     

ACRT技术对大尺寸ZnTe晶体溶液法制备及其性能影响

太赫兹(Terahertz,THz)技术在工业无损检测、科学研究和军事领域发挥着越来越重要的作用。作为太赫兹产生和探测最常用的电光晶体材料,ZnTe晶体在生长中依然面临众多挑战。为了制备大尺寸、均匀性好、高性能的ZnTe单晶,本研究在温度梯度溶液法生长ZnTe晶体过程中引入坩埚旋转加速技术,制备具有高结晶质量的ZnTe晶体。模拟计算得到不同坩埚旋转速度下生长界面处对流场和溶质分布,研究了坩埚旋转对晶体生长过程中的固液界面稳定性和晶体内Te夹杂分布的影响规律,证明坩埚旋转加速技术可以有效地促进熔体流动,改善溶质传质能力,稳定溶液法晶体生长的固液界面,不仅避免出现尾部混合相区,也减少了ZnTe晶体内Te夹杂相的数量并减小其尺寸。通过进一步优化坩埚旋转参数,制备出具有较高结晶质量的大尺寸ZnTe晶体(?60 mm)。同时,得益于晶体良好的均匀性,晶体对太赫兹的高响应区域超过90%,边缘效应小,满足太赫兹成像要求。研究表明,引入坩埚旋转加速技术为制备大尺寸ZnTe基电光晶体提供了新的思路。     

退火处理对PbWO4晶体闪烁性能的影响

本文报道了用改进的坩埚下降技术生长PbWO     

退火处理对PbWO4晶体闪烁性能的影响

本文报道了用改进的坩埚下降技术生长ＰｂＷＯ４晶体经退火处理后,对Ｘ射线激发发射谱,透过谱以及抗辐照损伤能力的影响,指出ＰｂＷＯ４晶体在适合的富氧气氛环境和温度制度下经退火处理后,闪烁性能及抗辐照能力明显得到改善。     

高质量钨酸铅(PWO)晶体的生长

用改进的垂直坩埚下降法成功地生长了高质量的钨酸铅晶体,晶体毛坯的尺寸为２８ｍｉｎ×２８ｍｍ×３６０ｍｍ;晶体的生长工艺参数为：籽晶取向［００１］;下降速度 ０．６～１．０ｍｍ／ｈ;生长界面附近的温度梯度为２０～３０℃／ｃｍ,加工后的晶体成品在４２０ｎｍ附近的透过率＞６０％;在３６０ｎｍ附近的透过率＞２５％．晶体的光输出＞９ｐ．ｅ／ＭｅＶ;光伤＜５％．     

Si4+离子对Y3+:PbWO4晶体闪烁性能及辐照硬度的影响

Y³⁺离子掺杂钨酸铅晶体特殊的低剂量率辐照行为一般在晶体顶端表现更为明显,以往研究认为该现象起因于晶体中有效分凝系数<1的Na⁺、K⁺和Si⁴⁺等杂质在顶端的富集.本文研究了Si⁴⁺掺杂的Y³⁺:PWO晶体,对晶体顶端和晶种端的分段晶体测试了退火温度对晶体透过率和辐照硬度的影响,结果发现:在实验所涉及的掺杂浓度范围内,Si⁴⁺离子杂质对Y³⁺:PWO晶体的辐照硬度及透过率无影响,可以认为Y³⁺:PWO晶体特殊的低剂量率辐照行为和晶体中的Si⁴⁺离子含量无关.     

熔体组成与PbWO4:Y3+晶体闪烁性能稳定性的关系

部分PWO：Y^3 晶体辐照后光产额升高，并且辐照硬度对退火温度较敏感。本文选取未掺杂及Sb、La^3 ,Y^3 单掺和La^3 /Sb,Y^3 /Sb双掺的PWO样品进行对照实验，同时选取代表性晶体的顶部急冷料做了X射线荧光主量分析。结果发现；低剂量辐射后光产额升高现象只存在于含Y^3 离子的PWO晶体中，并且这类晶体往往存在420nm吸收带；在改进Bridgeman法生长PWO晶体的后期，使熔体保持一定程度的负电性将有利于抑制该现象，即可有效地抑制同样是负电性的间隙氧进入晶体。结合测试数据，本文讨论了该现象的起因和机理，提出了掺杂剂的选择原则。     

熔体组成与PbWO4:Y3+晶体闪烁性能稳定性的关系

部分PWO:Y³⁺晶体辐照后光产额升高,并且辐照硬度对退火温度较敏感.本文选取未掺杂及Sb、La³⁺、Y³⁺单掺和La³⁺/Sb、Y³⁺/Sb双掺的PWO样品进行对照实验,同时选取代表性晶体的顶部急冷料做了X射线荧光主量分析.结果发现:低剂量辐照后光产额升高现象只存在于含Y³⁺离子的PWO晶体中,并且这类晶体往往存在420nm吸收带;在改进Bridgeman法生长PWO晶体的后期,使熔体保持一定程度的负电性将有利于抑制该现象,即可有效地抑制同样是负电性的间隙氧进入晶体.结合测试数据,本文讨论了该现象的起因和机理,提出了掺杂剂的选择原则.     

Spectroscopic properties of Yb3+-doped PbWO4 single crystal

Yb³⁺-doped PbWO₄ single crystal was grown using modified vertical Bridgman method. X-ray diffraction (XRD) analysis, optical absorption spectra, X-ray excited luminescence (XEL), fluorescence of ²F_5/2→²F_7/2 and its lifetime at room temperature were investigated. PWO:Yb³⁺ shows the broad absorption of Yb³⁺ (850–1050 nm) and efficient emission (950–1100 nm). Annealing exerts a distinct influence on the PWO:Yb³⁺ crystal, e.g. disappearance of color and annihilation of the absorption in the region around 450–750 nm, meanwhile the absorption of Yb³⁺ ions was enhanced by the annealing treatment. A novel luminescence band on the X-ray excited luminescence spectra of PWO:Yb³⁺ centered at about 500 nm was observed overlapped on that of PWO host.     

钨酸铅PbWO4闪烁晶体缺陷研究进展

本文介绍了近年来钨酸铅晶体缺陷研究方面的进展，这些结果表明了在钨酸铅晶体闪烁性能研究中考虑晶体缺陷影响的重要性。根据钨酸铅晶体的特点，就闪烁性能与非化学计量配比、晶体结构／多型性、杂质效应以及氧组份等因素的关系进行了简略的讨论。