【摘 要】
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新型闪烁晶体Gd3(Al,Ga)5O12:Ce(简写为GAGG:Ce)在制备过程中易出现多晶扭曲生长、组分偏析等问题,严重影响晶体的性能.为了得到大尺寸高质量的GAGG:Ce晶体,采用X射线衍射(XR
【机 构】
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中国科学院 上海硅酸盐研究所,上海 201899;南京航空航天大学 工业和信息化部重点实验室,空间光电探测与感知实验室,南京 210016;南京航空航天大学 航天学院,南京 210016;上海理工大学
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新型闪烁晶体Gd3(Al,Ga)5O12:Ce(简写为GAGG:Ce)在制备过程中易出现多晶扭曲生长、组分偏析等问题,严重影响晶体的性能.为了得到大尺寸高质量的GAGG:Ce晶体,采用X射线衍射(XRD)、电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES)和X射线激发发射谱(XEL)等手段,结合熔体特性分析了GAGG:Ce晶体多晶扭曲生长、组分偏析的形成机制.通过调整温场、抑制组分挥发等方法生长出φ50 mm×120 mm的GAGG:Ce晶体,并重点研究了GAGG:Ce晶体的光谱特性与闪烁性能.结果表明:GAGG:Ce晶体的光输出达58000 ph./MeV,能量分辨率为6.4％@662 keV,在550～800 nm波长区间的透过率约为82％.晶体闪烁衰减快分量为126 ns(83％),慢分量为469 ns(17％).晶体的发射峰中心波长在550 nm左右,与硅光电倍增管的接收波长匹配,且发光峰值处的透过率EWLT(Emission Weighted Longitudinal Transmittance)值高达79.8％.GAGG:Ce晶体兼具高光输出与高能量分辨率,在中子和伽马射线探测领域具有广阔的应用前景.
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