Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева

__________________________________________________________

Кафедра химии и технологии кристаллов

Отчет

по учебной научно-исследовательской работе студента

«Получение активированных различными рзэ стекол в системе PbF2-b2o3 »

Проверила: доц. к.х.н. Петрова О.Б.

Выполнила: Жукова Е.В.

Группа: Н-45

Москва 2014

Содержание:

1. Введение…………………………………………………………………2

2. Обзор литературы………………………………………………...……..4

   1. Боратные стекла ..........................................................................4

   2. Оксифторидные стекла с фторидом свинцом …………..……7

   3. Стеклование в системе PbF₂-B₂O₃……………………………10

   4. Спектрально-люминесцентные свойства РЗЭ в стеклах ...…11

2.4.1. Свойства Pr³⁺ ………………………………….………..11

2.4.2. Свойства Nd³⁺ ……………………….…………………..15

2.4.3. Свойства Ho³⁺……………………………………………17

2.4.4. Свойства Eu³⁺ …………………………………….……..19

2.4.5. Свойства Er³⁺ ………………………………….………..22

2.4.6. Свойства Yb³⁺ …………………………………….……..24

2.5. Выводы их обзора литературы………………………….……….27

3. Экспериментальная часть

   1. Получение фтороборатных стекол……………………………28

   2. Отжиг стекол…………………………………………….……..31

   3. Обработка стекол ……………………………………...………32

   4. Спектры поглощения стекол ……………………………….…33

   5. Люминесценция стекол …………………………….…………35

   6. Показатель преломления стекол ………………………...……36

4. Результаты работы ………………………………………………...……37

Использованная литература ………………………………………………38

1. Введение

(актуальность темы 2 стр)

В настоящее время прозрачные стеклокристаллические материалы легированные РЗЭ представляют большой интерес для современной элементной базы фотоники. Высокие электрические и спектральные характеристики, широкая область изменения теплофизических параметров, сравнительная легкоплавкость выдвинули стекла и СКМ на основе боратных оксифторидных систем активированных РЗЭ в число наиболее перспективных для создания полифункциональных и конструкционных материалов [1].

Прозрачную стеклокерамику можно рассматривать как композиционный материал, сочетающий в себе преимущества обоих компонентов, стекла и кристаллов. Стеклокерамика содержит внутри кристаллические частицы разных размеров. Если размер этих микрокристаллов меньше, чем длина волны видимого света, то данный материал называют прозрачной стеклокерамикой [2].

Стоит отметить, что прозрачная стеклокерамика, кроме новых отличительных признаков, имеет преимущества стекол и монокристаллов и отсутствие недостатков, характерных для этих материалов. Аналогично стеклам, стеклокерамика может быть легко обработана и использована для изготовления волокон; они имеют большую емкость, к активирующим легирующим примесям, изотропны и имеют равномерно распределенные активаторы. Аналогично монокристаллам, стеклокерамика содержит редкоземельные примеси в строго упорядоченном лигандном окружении. В результате, их спектры люминесценции имеют более высокую интенсивность и меньшую полуширину по сравнению с аналогичными легирующие добавками в стеклах, то есть, их спектральные и люминесцентные свойства аналогичны свойствам монокристаллов. Сравнительно небольшой размер кристаллических частиц, погруженных в стеклянную матрицу может существенно повлиять на фононные спектры компонента, изменения в которых влияют на люминесцентные свойства всего композиционного материал, в том числе и на время жизни возбужденного состояния, что отличает их от полностью кристаллических образцов.

Прозрачную оксифторидную стеклокерамику можно рассматривать как новый класс материалов, который сочетает в себе все лучшие свойства фторидных нанокристаллов, ответственных за контроль спектральных свойств редкоземельных легирующих примесей и отличные макроскопические особенности оксидных стекол (например, химическую стойкостью, механическую прочность и оптическое качество).

Оксифторидная прозрачная керамика привлекает внимание исследователей, поскольку содержит в виде кристаллических компонентов фторидные нанокристаллы , обладающие узкими фононными спектрами, высоким квантовым выходом люминесценции и длительным временем жизни для метастабильных состояний. Прозрачная оксифторидная стелокерамика имеет нанокомпозитный харктер и в ее стеклянной матрице естественным образом предотвращается агломерация наночастиц (последнее является ключевой проблемой современной нанотехнологии).

Таким образом, разработка и исследование новых лазерных СКМ в системе PbF₂ - B₂O₃, активированных различными РЗЭ, представляет перспективное направление в области изучения материалов, в которых используется стекло. Цели данного раздела науки весьма разнообразны. Они могут заключаться как в создании новых материалов для оптических приборов (традиционный комплекс задач), так и в решении других, пока нетрадиционных задач в области фотоники (некоторые проблемы волоконно-оптических коммуникаций, проблемы микрооптики и др.