Физико-химические и спектрально-люминесцентные свойства калийалюмосиликофосфатного стекла, активированного 3d-элементами (Ti(III), Cu(II)) и РЗЭ (Pr(III), Nd(III), Sm(III), Eu(III))

• Автор: Тинус, Александр Михайлович
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 100 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. Обзор литературы
1.1. Неорганические лазерные стекла
1.2. Спектральные свойства Зб-ионов в различных системах
1.3.Основные положения теории кристаллического поля (ТКП)
1.4.Спектральные свойства РЗ- ионов в различных системах
1.5.Безызлучательный перенос энергии электронного возбуждения в лазерных стеклах
ГЛАВА 2. Экспериментальная часть
2.1. Исходные вещества
2.2. Синтез калийалюмосиликофосфатных стекол (КАСФС), активированных 36- и РЗ- элементами
2.3.Методы исследования
2.4.Методы расчетов
ГЛАВА 3. Результаты и их обсуждение
3.1. Плотность, показатель преломления и гидролитический класс приготовленных стекол
3.2.Спектральные свойства ионов ЗсРэлементов в КАСФС
3.2.1 .Спектральные свойства ионов И3+ в КАСФС
3.2.2.Спектральные свойства ионов Си2+ в КАСФС
З.З.Спектральные свойства КАСФС, активированных ионами
РЗ- элементов
3.3.1. Спектральные свойства КАСФС, активированного ионами Рг3+
3.3.2.Спектральные свойства КАСФС, активированного ионами Ш3+.
3.3.3.Спектральные свойства КАСФС, активированного ионами Эт3*.
3.3.4.Спектральные свойства КАСФС, активированного ионами Еи3+.
3.4.Исследование явления переноса энергии электронного возбуждения в паре Еи3+-Зс1-ион в КАСФС.
3.4.1. Перенос энергии электронного возбуждения в паре Еи3+-"П3+ в КАСФС.
3.4.2. Перенос энергии электронного возбуждения в паре Еи3+-Си2+ в КАСФС.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность работы. Возрастающее применение лазерной техники в науке и промышленности стимулирует поиск и создание новых лазерных материалов, обладающих заданными физикохимическими, спектрально- люминесцентными и генерационными свойствами. Целенаправленный поиск новых лазерных материалов представляет одну из важнейших задач при создании высокоэффективных люминофоров, лежащую на стыке физических и химических исследований.
Твердотельные лазеры получили широкое распространение в науке и технике. Исследования кристаллов для твердотельных лазеров активно развиваются уже более четверти века. Из известных лазерных материалов, лучшими из которых являются оксидные кристаллы (рубин, александрит, сапфир, гранаты), не все обладают оптимальными физико-химическими и генерационными свойствами. Кроме того, широкое применение кристаллов ограничивает их высокая стоимость, технологические трудности при их выращивании. Другие лазерные материалы являются высокотоксичными (например, РОС13, ЗеОС12 и др.). С этой точки зрения альтернативными кристаллам материалами являются неорганические стекла. В числе преимуществ перед другими лазерными материалами следует отметить оптическую однородность, прозрачность в широком спектральном диапазоне, высокую концентрацию ионов-активаторов, технологичность и сравнительно низкую стоимость. Подтверждением этого является широкое распространение неорганических лазерных стекол различного состава.
В настоящее время фосфатное стекло является одним из основных компонентов твердотельных лазеров, наряду с кристаллами. Технология получения устойчивых фосфатных стекол на основе

одного и того же лиганда. В результате происходит образование металлоциклов, состоящих из четырех, пяти, шести и т.д. атомов.
Наибольшее исследование спектров люминесценции были предприняты при изучении спектров три-В-дикетонатов европия и нитратов европия с ароматическими аминами. Эти исследования проводились в связи с возможностью использования указанных соединений в лазерной технике. Такие надежды внушало резкое увеличение квантового выхода люминесценции этих соединений при замене молекул воды в первой координационной сфере этих комплексов атомами азота ароматических аминов, связанное с вытеснением молекул воды из ближайшего окружения европия и с передачей возбуждения триплетных уровней ароматических аминов приводит не только к увеличению квантового выхода люминесценции, но и к перераспределению интенсивностей, приводящему к появлению ряда переходов с одного и того же люминесцентного уровня. Кроме того, эти соединения недостаточно хорошо растворимы. Все это помешало использовать их растворы в лазерной технике.
Спектры люминесценции В-дикетонатов европия с ароматическими аминами сходны друг с другом, что отражает подобие строения координационных полиэдров этих комплексных соединений, представляющих собой искаженные антипризмы. Спектры люминесценции свидетельствуют о наличии тригональной оси в распределении отрицательных зарядов и о ромбических искажениях [88].
Первое сообщение о лазере на бензоилацетате европия в спиртовом растворе (613,1 нм ) было сделано Лемпики и Самелсоном [91]. По некоторым свойстзам он подобен лазеру на рубине, но квантовый выход для этого хелата немного больше (г|=0,8), чем у оубина 01=0,7).