База знаний:

ГГАГ:Ce

Галлий-гадолиниевый-алюминиевый гранат с добавлением примесей - относится к классу сцинтилляторов, т.е. веществ, способных излучать свет при поглощении ионизирующего излучения. Химическая формула - Gd3Ga3Al2O12:Ce. Способ получения - метод Чохральского. Сцинтилляторы применяют в тех областях науки в которых исследуются энергетические спектры излучения. Применение сцинтилляторов в технике можно разделить на три направления, первое это ядерная медицина: позитронно-эмиссионная томография, рентген и компьютерная томография, второе направление - досмотровые системы: установки персонального досмотра человека, стационарные и мобильные комплексы досмотра грузов, установки досмотра багажа и ручной клади, а третье применение довольно узкое, но перспективное - создание LED белого света. Кристаллы ГГАГ:Ce, выращенные в компании Фомос-Материалс обладают высокими значениями световыхода и энергетического разрешения, быстрой кинетикой сцинтилляции и малым временем высвечивания, а отсутствие гигроскопичности упрощает транспортировку и хранение этого материала.

Параметр Значение Размерность

1

Плотность

6.63

г/см3

2

Zeff

51

-

3

Коэффициент поглощения  (511 кэВ)

0.12

см-1

4

Люминисценция максимальная

520

нм

5

Световыход

38000 (RT)/46000(-45°C)

фотон/МэВ

6

Кинетика люминесценции

30(25%), 80(60%), 100-200(15%)

ns

7

Энергетическое разрешение

6.2% (511 кэВ), 3.6% (1270 кэВ)

%

7

Временное разрешение (CTR)

менее 170 (-20°C до 20°C)

ps

9 Гигроскопичность нет -
10 Твердость по Моосу 7,5-8 -
11 Плоскость спайности нет  
12 Тепловое расширение 8,2*10-6 K-1
13 Поглощение 50% гамма с энергией 662 кэВ на толщине 1,23 см
14 Показатель преломления при 520 нм 1,9 -
15 Температурные коэффициент световыхода от 25°C до 50ºC -1 %/C°
16 Световыход относительно CsI(Tl) для ФЭУ с бищелочным фотокадом 70% CsI(Ti) в случае цилиндра такого же размера 25*25 mm -

Сравнение ГГАГ:Це с другими сцинтилляторами

Material

Y3Al5O12:Ce (YAG)*

Lu3Al5O12: Ce

(LuAG)*

Gd3Al2Ga3O12: Ce

(GAGG)**

Lu2SiO5:Ce

(LSO)

Density (g/cm3 )

4.57

6.73

6.63

7.4

X0 (cm)

3.5 cm

1.3

1.59

1.1

Refraction index

1.83

1.84

1.85

1.82

Λmax (nm)

550

535

520

420

LY @ RT (ph/MeV)

35000

25000

50000

30000

Decay time (ns)

70 + slow component

 

70 + slow component

60 + slow component

40