CZ305614B6 - Způsob úpravy povrchu monokrystalického scintilátoru a monokrystalický scintilátor s povrchem upraveným podle tohoto způsobu - Google Patents

Způsob úpravy povrchu monokrystalického scintilátoru a monokrystalický scintilátor s povrchem upraveným podle tohoto způsobu Download PDF

Info

Publication number
CZ305614B6
CZ305614B6 CZ2014-763A CZ2014763A CZ305614B6 CZ 305614 B6 CZ305614 B6 CZ 305614B6 CZ 2014763 A CZ2014763 A CZ 2014763A CZ 305614 B6 CZ305614 B6 CZ 305614B6
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
scintillator
monocrystalline
etching
monocrystalline scintillator
acid
Prior art date
Application number
CZ2014-763A
Other languages
English (en)
Other versions
CZ2014763A3 (cs
Inventor
Aleš Kolouch
Petr Horodyský
Original Assignee
Crytur, Spol.S R.O.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Crytur, Spol.S R.O. filed Critical Crytur, Spol.S R.O.
Priority to CZ2014-763A priority Critical patent/CZ305614B6/cs
Publication of CZ2014763A3 publication Critical patent/CZ2014763A3/cs
Publication of CZ305614B6 publication Critical patent/CZ305614B6/cs

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Luminescent Compositions (AREA)
  • Measurement Of Radiation (AREA)

Abstract

Způsob úpravy povrchu monokrystalického scintilátoru z materiálu hlinitoytritého perovskitu aktivovaného cerem a monokrystalický scintilátor upravený tímto způsobem se týká úprav povrchu scintilátorů pomocí leptání v kyselinách za řízených podmínek. Způsob zahrnuje po finálním mechanickém opracování leptání v kyselině fluorovodíkové za řízené teploty po předem definovanou dobu, následné opláchnutí ulpívající kyseliny ze scintilátoru a osušení. Nakonec je provedeno čištění povrchu ve vakuu argonovými ionty.

Description

Způsob úpravy povrchu monokrystalického scintilátoru a monokrystalický scintilátor s povrchem upraveným podle tohoto způsobu
Oblast techniky
Vynález se týká úpravy scintilačního materiálu na bázi hlinitoytritého perovskitu aktivovaného cerem pro zvýšení jeho detekční citlivosti a scintilační účinnosti.
Dosavadní stav techniky
Při opracovávání krystalického materiálu dochází vlivem působení nástrojů k uvolňování tepla od přítomného tření. Uvolněné teplo mění krystalickou strukturu na povrchu obrobku, která má nepříznivý vliv na fyzikální a chemické parametry materiálu. Miniaturní vady vytvořené při opracování ovlivňují fyzikální parametry, jako je například citlivost na dopadající záření. Rovněž v narušené vrstvě se může hromadit molekulární a atomární znečištění.
Je známo z vynálezu CZ 263 772 B1 upravování povrchu perovskitu a granátu, které se provádí za pomoci kyseliny chlorovodíkové, dusičné a fosforečné. Materiál je již ve formě polotovaru chemicky upravován kyselinou, následně je provedeno finální mechanické opracování, načež se znova provádí povrchová úprava kyselinou. Nevýhody řešení spočívají v tom, že úprava povrchu kyselinou je dvojfázová, časově, technologicky a materiálově náročná.
Úkolem vynálezu je vytvořit způsob úpravy monokrystalického scintilátoru na bázi hlinitoytritého perovskitu aktivovaného cerem, který by se aplikoval na finální výrobek, který by trval relativně kratší dobu, který by podstatně vylepšoval vlastnosti výrobku, a který využíval pouze jeden druh kyseliny.
Podstata vynálezu
Vytčený úkol je vyřešen vytvořením způsobu úpravy povrchu monokrystalického scintilátoru z materiálu hlinitoytritého perovskitu aktivovaného cerem podle tohoto vynálezu.
Vynález zahrnuje způsob úpravy povrchu monokrystalického scintilátoru z materiálu hlinitoytritého perovskitu aktivovaného cerem. Součástí takového způsobu je mechanická úprava povrchu scintilátoru a alespoň jedno leptání v kyselině za řízené teploty po předem stanovenou dobu.
Podstata vynálezu spočívá v tom, že leptání se provádí po finálním mechanickém opracování scintilátoru v lázni kyseliny fluorovodíkové o koncentraci v rozmezí od 80 do 99 %, při teplotách v rozmezí od 20 do 80 °C, po dobu od 1 do 20 h pro alespoň částečné odstranění Beilbyho vrstvy, načež se scintilátor opláchnut do ulpívajících zbytků kyseliny a poté je osušen.
Scintilátor se opracuje do požadované velikosti, tvaru a lesku povrchu. V průběhu těchto opracování dochází k poškození a změnám na povrchu scintilátoru, tzv. vznik Beilbyho vrstvy. Dostatečně koncentrovaná kyselina fluorovodíková za správně navozených podmínek rozleptává povrchové vrstvy monokrystalu a obnažuje nepoškozenou strukturu scintilátoru. Odstranění Beilbyho vrstvy zvyšuje citlivost scintilátoru na dopadající záření s energií nižší než 5 ke V. Rovněž provedená úprava povrchu pozitivně ovlivňuje světelnou účinnost zdrojů scintilace nacházejících se v monokrystalu.
V jiném výhodném provedení způsobu úpravy povrchu monokrystalického scintilátoru z materiálu hlinitoytritého perovskitu aktivovaného cerem podle tohoto vynálezu je teplota kyseliny v láz
-1 CZ 305614 B6 ni od 20 do 50 °C a doba leptání je v rozmezí od 10 do 20 h. Pomalé leptání po dostatečně dlouhou dobu zvyšuje citlivost scintilátoru na dopadající záření o energii do 5 keV.
V dalším jiném výhodném provedení způsobu úpravy povrchu monokrystalického scintilátoru z materiálu hlinitoytritého perovskitu aktivovaného cerem podle tohoto vynálezu je teplota kyseliny v lázni v rozmezí od 50 do 80 °C a doba leptání je od 1 do 10 h. Vysoká teplota kyseliny v lázni urychluje proces odbourávání Beilbyho vrstvy, takže je opracování citlivého a účinnějšího scintilátoru urychleno. To je vhodné zejména pro masovou produkci.
V jiném dalším výhodném provedení způsobu úpravy povrchu monokrystalického scintilátoru z materiálu hlinitoytritého perovskitu aktivovaného cerem podle tohoto vynálezu je po vyjmutí z lázně scintilátor opláchnut deionizovanou vodou. Následně je scintilátor usušen proudem vzduchu. Poslední úpravou odstraňující zbytky nečistot je čištění argonovými ionty ve vakuu.
Vynález rovněž zahrnuje monokrystalický scintilátor, jehož povrch byl upraven podle výše uvedeného způsobu.
Podstata vynálezu u monokrystalického scintilátoru spočívá v tom, že je jeho povrch pravidelně členitý dle růstových proužků monokrystalu. Tím, že povrch scintilátoru je pravidelně členitý a je tvořen očištěným materiálem, je zvýšena jeho citlivost na dopadající záření i o nízkých energetických úrovních. Jak monokrystal při svém růstu začleňuje více a více atomů do své struktury vznikají růstové kroužky, které jsou v pravidelných rozestupech a téměř identické.
V jiném dalším výhodném provedení monokrystalického scintilátoru podle tohoto vynálezu má pravidelné členění vlnitý tvar s periodou v rozmezí od 10 do 20 pm o výšce od nejvyššího k nejnižšímu bodu vln v rozmezí od 1 do 5 pm. Vlnitý tvar zvyšuje úhel pro výstup světla od zdroje scintilace, čímž se zvyšuje celkový světelný výtěžek ze scintilátoru. Díky pravidelnosti tvaru a vzoruje výtěžek světla mnohonásobně lepší než u broušených povrchů.
Mezi výhody vynálezu řadíme, relativně rychlou úpravu povrchu scintilátorů, použití jednoho druhu kyseliny na koncový produkt, kompletní odstranění Beilbyho vrstvy, zvýšení citlivosti na dopadající záření a zvýšení výtěžku světla generovaného scintilátorem.
Příklady uskutečnění vynálezu
Rozumí se, že jednotlivá uskutečnění vynálezu jsou představována pro ilustraci, nikoli jako omezení vynálezu na výčet zde uvedených příkladů provedení. Odborníci znalí stavu techniky najdou nebo budou schopni zjistit za použití rutinního experimentování mnoho ekvivalentů ke specifickým uskutečněním vynálezu, která jsou zde speciálně popsána. I tyto ekvivalenty budou zahrnuty v rozsahu následujících patentových nároků.
Detail struktury povrchu je pravidelně vlnitý podle růstových kroužků monokrystalu, které vystoupily z povrchu v průběhu leptání Beilbyho vrstvy. Perioda mezi vlnami je 20 gm a výška mezi nejspodnějším a nej vyšším bodem vlny je 5 gm.
Příklad 1:
Z monokrystalu YAP (YA1O3) s obsahem 0,1 % ceru (Ce) byl vyroben scintilátor ve tvaru disku o průměru 10 mm a tloušťce 0,5 mm. Výsledný polotovar byl leptán v kyselině fluorovodíkové o koncentraci 95 % při teplotě 20 °C po dobu 20 h. Po leptání byl scintilátor oplachován v deionizované vodě a osušen proudem vzduchu při pokojové teplotě. Poté následovalo vakuové čištění ionty argonu po dobu 20 min. Tento scintilátor byl následně použit pro detekci elektronů s energií 0,5 keV, kde vykazoval měřitelnou scintilaci.
-2CZ 305614 B6
Na rozdíl od jednostranně broušeného scintilátoru, který byl čištěn standardním postupem, tj. vyvářením ve směsi HC1 (hmotn. koncentrace 35 %) a HNO3 (hmotn. koncentrace 65 %) po dobu 15 min, a který při takto nízké energii elektronů nevykazoval měřitelnou scintilaci.
Příklad 2:
Z monokrystalu YAP (YA1O3) s obsahem 0,1 % cent (Ce) byl vyroben scintilátor ve tvaru disku o průměru 10 mm a tloušťce 0,5 mm. Výsledný polotovar byl leptán v kyselině fluorovodíkové o koncentraci 95 % při teplotě 60 °C po dobu 1 h. Po leptání byl scintilátor oplachován v deionizované vodě a osušen proudem vzduchu při pokojové teplotě. Poté následovalo vakuové čištění ionty argonu po dobu 20 min. Tento scintilátor byl následně použit pro detekci elektronů s energií 3 ke V.
Ve srovnání sjednostranně broušeným scintilátorem, který byl čištěn standardním postupem, tj. vyvářením ve směsi HC1 (hmotn. koncentrace 35 %) a HNO3 (hmotn. koncentrace 65 %) po dobu 15min, vykazoval scintilátor nově leptaný v HF 2,5x vyšší scintilační účinnost.
Příklad 3:
Z monokrystalu YAP (YA1O3) s obsahem 0,1 % ceru (Ce) byl vyroben scintilátor ve tvaru disku o průměru 10 mm a tloušťce 0,5 mm. Výsledný polotovar byl leptán v kyselině fluorovodíkové o koncentraci 95 % při teplotě 20 °C po dobu 1 h. Po leptání byl scintilátor oplachován v deionizované vodě a osušen proudem vzduchu při pokojové teplotě. Poté následovalo vakuové čištění ionty argonu po dobu 20 min. Tento scintilátor byl následně použit pro detekci elektronů s energií lOkeV.
Ve srovnání se scintilátorem sjednostranně broušeným povrchem, který byl čištěn standardním postupem, tj. vyvářením ve směsi HCI (hmotn. koncentrace 35 %) a HNO3 (hmotn. koncentrace 65 %) po dobu 15 min, vykazoval scintilátor leptaný v HF l,3x vyšší scintilační účinnost.
V následující tabulce jsou uvedeny hodnoty světelného výstupu jednotlivých scintilátoru s upravenými vrstvami odlišnými způsoby:
Povrchová úprava scintilátoru Světelný výstup
Všechny strany leštěné 8%
1 strana broušená, ostatní leštěné 15%
Leptaný vzorek 24%
Průmyslová využitelnost
Způsob úpravy povrchu monokrystalického scintilátoru z materiálu hlinitoytritého perovskitu aktivovaného cerem a monokrystalický scintilátor upravený tímto způsobem naleznou uplatnění v aplikacích zabývajících se detekcí záření s nižší energií, nebo o nižší intenzitě, kde je potřeba scintilátoru s vyšší účinností a citlivostí.

Claims (6)

  1. PATENTOVÉ NÁROKY
    1. Způsob úpravy povrchu monokrystalického scintilátoru z materiálu hlinitoytritého perovskitu aktivovaného cerem, zahrnující mechanické opracování a alespoň jedno leptání v kyselině za řízené teploty po předem stanovenou dobu, vyznačující se tím, že leptání se provádí po finálním mechanickém opracování scintilátoru v lázni kyseliny fluorovodíkové o koncentraci v rozmezí od 80 do 99 %, při teplotách v rozmezí od 20 do 80 °C, po dobu od 1 do 20 h pro alespoň částečné odstranění Beilbyho vrstvy, načež je scintilátor opláchnut od ulpívajících zbytků kyseliny fluorovodíkové a poté je scintilátor osušen.
  2. 2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že teplota kyseliny v lázni je v rozmezí od 20 do 50 °C a doba leptání je od 10 do 20 h.
  3. 3. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že teplota kyseliny v lázni je v rozmezí od 50 do 80 °C a doba leptání je od 1 do 10 h.
  4. 4. Způsob podle některého z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že po osušení je monokrystalický scintilátor uložen do vakua, kde je povrch scintilátoru očištěn argonovými ionty·
  5. 5. Monokrystalický scintilátor s povrchem upraveným způsobem podle některého z nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že jeho povrch je pravidelně členitý dle růstových proužků monokrystalu.
  6. 6. Monokrystalický scintilátor podle nároku 5, vyznačující se tím, že pravidelná členitost má vlnitý tvar s periodou v rozmezí od 10 do 20 pm o výšce vln od nej vyššího k nejnižšímu bodu v rozmezí od 1 do 5 pm.
CZ2014-763A 2014-11-07 2014-11-07 Způsob úpravy povrchu monokrystalického scintilátoru a monokrystalický scintilátor s povrchem upraveným podle tohoto způsobu CZ305614B6 (cs)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2014-763A CZ305614B6 (cs) 2014-11-07 2014-11-07 Způsob úpravy povrchu monokrystalického scintilátoru a monokrystalický scintilátor s povrchem upraveným podle tohoto způsobu

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2014-763A CZ305614B6 (cs) 2014-11-07 2014-11-07 Způsob úpravy povrchu monokrystalického scintilátoru a monokrystalický scintilátor s povrchem upraveným podle tohoto způsobu

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ2014763A3 CZ2014763A3 (cs) 2016-01-06
CZ305614B6 true CZ305614B6 (cs) 2016-01-06

Family

ID=55080292

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ2014-763A CZ305614B6 (cs) 2014-11-07 2014-11-07 Způsob úpravy povrchu monokrystalického scintilátoru a monokrystalický scintilátor s povrchem upraveným podle tohoto způsobu

Country Status (1)

Country Link
CZ (1) CZ305614B6 (cs)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CS230512B1 (cs) * 1982-05-14 1984-08-13 Zbynek Blecha Způsob leštění povrchů safírových substrátů
CS253693B1 (cs) * 1986-04-29 1987-12-17 Juraj Sulovsky Způsob leptání pevné látky, obsahující hlinité ionty
CS263772B1 (cs) * 1987-04-22 1989-04-14 Blazek Karel Způsob úpravy povrchů monokrystalu hlinitoytriMho porovskitu a hlinitoytriMho granitu pro detekci nlzkoonorgotickáho bota zářeni
JPH03139593A (ja) * 1989-10-25 1991-06-13 Tokin Corp 酸化物単結晶電子線センサの製造方法
JPH0977600A (ja) * 1995-09-11 1997-03-25 Japan Energy Corp ペロブスカイト型構造単結晶用処理液及びペロブスカイト型構造単結晶の処理方法
US6156968A (en) * 1997-04-23 2000-12-05 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Solar cell, a method of producing the same and a semiconductor producing apparatus
CZ292090B6 (cs) * 2002-03-14 2003-07-16 Crytur, Spol. S R.O. Způsob výroby kompaktních složených monokrystalů

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CS230512B1 (cs) * 1982-05-14 1984-08-13 Zbynek Blecha Způsob leštění povrchů safírových substrátů
CS253693B1 (cs) * 1986-04-29 1987-12-17 Juraj Sulovsky Způsob leptání pevné látky, obsahující hlinité ionty
CS263772B1 (cs) * 1987-04-22 1989-04-14 Blazek Karel Způsob úpravy povrchů monokrystalu hlinitoytriMho porovskitu a hlinitoytriMho granitu pro detekci nlzkoonorgotickáho bota zářeni
JPH03139593A (ja) * 1989-10-25 1991-06-13 Tokin Corp 酸化物単結晶電子線センサの製造方法
JPH0977600A (ja) * 1995-09-11 1997-03-25 Japan Energy Corp ペロブスカイト型構造単結晶用処理液及びペロブスカイト型構造単結晶の処理方法
US6156968A (en) * 1997-04-23 2000-12-05 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Solar cell, a method of producing the same and a semiconductor producing apparatus
CZ292090B6 (cs) * 2002-03-14 2003-07-16 Crytur, Spol. S R.O. Způsob výroby kompaktních složených monokrystalů

Also Published As

Publication number Publication date
CZ2014763A3 (cs) 2016-01-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105481259B (zh) 提升熔石英光学元件损伤阈值的后处理方法
US6869898B2 (en) Quartz glass jig for processing apparatus using plasma
CN103449731A (zh) 一种提升熔石英光学元件损伤阈值的方法
CN105195487B (zh) 一种石英玻璃清洗方法
SG142270A1 (en) Integrated method for removal of halogen residues from etched substrates by thermal process
TWI651282B (zh) 單面鏡面的合成石英玻璃基板之加工方法及合成石英玻璃基板的感應方法
CN102166790A (zh) 一种去除蓝宝石基片表面粗糙以及伤痕的加工方法
RU2017110800A (ru) Стеклянные изделия и способы повышения надежности стеклянных изделий
CZ305614B6 (cs) Způsob úpravy povrchu monokrystalického scintilátoru a monokrystalický scintilátor s povrchem upraveným podle tohoto způsobu
KR102192920B1 (ko) 유리 힐링용 조성물
US9698289B2 (en) Detachment of a self-supporting layer of silicon <100>
CN103684311A (zh) 石英晶体谐振器的制造方法
CN103684307A (zh) 一种石英晶体谐振器的制造方法
CN117080122A (zh) 一种异质键合结构制备方法、异质键合结构及半导体器件
JP6200273B2 (ja) 貼り合わせウェーハの製造方法
RU2395135C1 (ru) Способ очистки поверхности сапфировых подложек
KR20140130990A (ko) 석영 재생 방법
RU2530469C1 (ru) Способ ультразвуковой очистки материалов при производстве искусственных кристаллов
CN106140660B (zh) 陶瓷件上聚合物的清洗方法及装置
RU2376676C1 (ru) Способ обработки кристаллов кремния
RU2534388C2 (ru) Способ очистки карбид-кремниевой трубы
CN112635295A (zh) 半导体的清洗方法
RU2377690C1 (ru) Раствор для обработки карбид-кремниевой трубы
JP2015104778A5 (ja) 研磨用キャリアの製造方法、磁気ディスク用基板の製造方法、および磁気ディスク用ガラス基板の製造方法
RU2013126847A (ru) Способ изготовления структуры кремний-на-сапфире