Гадолиний-алюминий-галлиевый гранат активированный ионами церия - относится к классу сцинтилляторов, т.е. веществ, способных излучать свет при поглощении ионизирующего излучения. Химическая формула - Gd3Al2Ga3O12: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 ГАГГ:Ce, выращенные в компании Фомос-Материалы 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 | 8% (511 кэВ), 4% (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 | 38000 | 30000 |
Decay time (ns) | 70 + slow component
| 70 + slow component | 80 + slow component | 40 |
Список статей, посвященных кристаллу Gd3Ga3Al2O12:Ce:
- Монокристалл со структурой граната для сцинтилляционных датчиков и способ его получения (патент)
- Оптические характеристики монокристаллического материала Gd3Al2Ga3O12:Ce
- Влияние солегирующих примесей на оптические свойства кристаллов Gd3Al2Ga3O12:Ce
- Оптические свойства кристаллов Gd3Al2Ga3O12:Ce и кристаллов, солегированных примесями: Sc и Sc+Ca
- Оптические свойства и показатели преломления кристаллов Gd3Al2Ga3O12:Ce3+
- Сцинтилляционный материал Gd3Al2Ga3O12:Ce
- Fast neutron detection with GAGG/SiPM matrix detector