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Crystal Growth and Scintillation Properties of YAG:Ce3+ for γ and α Detection

DOI:10.1016/j.apradiso.2018.12.011 期刊:Applied Radiation and Isotopes 出版年份:2018 更新时间:2025-09-09 09:28:46
摘要: A bulk single crystal of yttrium aluminum garnet (Y3Al5O12:Ce3+, YAG:Ce3+) with good optical quality and free of cracks has been grown successfully by the Kyropoulos method. The dimension of the as grown crystal boule was ? 20 × 30 cm3. The cut and polished crystal sample of dimensions 1 × 1 × 0.5 cm3 was used for further measurements. The phase purity was confirmed by powder X-ray diffraction pattern analysis. The scintillation properties, such as X-ray emission spectrum, pulse height spectra, energy resolution, and scintillation decay time, were investigated using a 137Cs γ-ray source. The recorded X-ray emission spectrum shows a broad band between 500 and 700 nm with a peak at around 540 nm, which is attributed to the 5d-4f transition of the Ce3+ ion. The pulse-shape discrimination (PSD) of α and γ signals in a YAG:Ce3+ crystal has been studied by using different pulse shapes. The grown YAG:Ce3+ crystal which is non-hygroscopic, chemically inert, fast inorganic scintillator could be used for radiation detection application in nuclear, and high energy physics.
作者: MinJeong Kim,H.J. Kim,J.Y. Cho,S. Kaewjaeng,J. Kaewkhao
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Investigating the crystal growth and scintillation properties of YAG:Ce3+ for γ and α detection.

The YAG:Ce3+ crystal developed in this study shows promising scintillation properties for radiation detection, including a broad emission spectrum, good energy resolution, and the ability to discriminate between α particles and γ-rays.

The energy resolution could be improved by optimizing the crystal growth conditions.

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