Исследование спектральных и люминесцентных свойств боратных стекол с добавлением висмута

1. Кафедра Оптоинформационных Технологий и Материалов Презентация к выпускной квалификационной работе на тему:

Университет ИТМО
Кафедра Оптоинформационных Технологий и Материалов
Презентация к выпускной квалификационной работе на тему:
Исследование спектральных и люминесцентных
свойств боратных стекол с добавлением висмута
Выполнила: Маркина Екатерина Александровна, гр. V3425
Руководитель: Рохмин Алексей Сергеевич, к.ф.м.н.
Санкт-Петербург, 2017

2.

Содержание
• Актуальность работы
• Цели и задачи
• Методика эксперимента
• Полученные результаты
• Заключение
2

3.

Актуальность работы
Гипотезы о механизме формирования висмутовых центров:
• Экситон Bi4+ + e• Парные ионы Bi или кластеры
• Ион висмута, связанный с дефектом кристалла
• Одиночный ион Bi3+ или Bi2+
• Внутримолекулярный перенос заряда Bi5+ОН2−
• Bi0

4.

Введение
Схема энергетических уровней и оптических переходов ионов Bi+, Bi2+ и Bi3+
// Зеленко А. С. Изготовление и спектроскопическое исследование волоконных световодов из кварцевого стекла, легированного висмутом или свинцом
4

5.

Цели и задачи
• Измерить спектр оптической плотности и люминесценции
боратных стекол легированных висмутом
• Выявить зависимость интенсивности люминесценции от
концентрации висмута в стекле
• Понять природу висмутовых центров в данных матрицах
• Обработать результаты

6.

Методика эксперимента
(а)
(б)
стекол 25Na2O-5La2O3-70B2O3, легированных разной
концентрацией висмута
Образцы стекол 33Na2O-7La2O360B2O3, легированных разной концентрацией висмута

7.

Методика эксперимента
33Na2O-7La2O3-60B2O3
Название образца
Концентрация Bi2O3 (моль%)
С13-1
0
С13-2
0,1
С13-3
0,3
25Na2O-5La2O3-70B2O3
С14-1
0
С14-2
0,1
С14-3
0,3
С14-4
0,5
С14-5
1
С14-6
3
С14-7
5
Концентрация
Bi2O3
в исследуемых образцах

8.

Полученные результаты
Спектр поглощения матрицы 33Na2O-7La2O3-60B2O3, легированной разной концентрацией висмута

9.

Полученные результаты
Спектр поглощения матрицы 25Na2O-5La2O3-70B2O3, легированной разной концентрацией висмута

10.

Полученные результаты
Спектр люминесценции матрицы 33Na2O-7La2O3-60B2O3, легированной разной концентрацией висмута
5

11.

Полученные результаты
Спектр люминесценции матрицы 25Na2O-5La2O3-70B2O3, легированной разной концентрацией висмута

12.

Заключение
• Самые интенсивные пики люминесценции в видимом и ближнем ИКдиапазоне пришлись на образец 13-2, состав которого был 33Na2O7La2O3-60B2O3 и концентрация висмута в котором составляла 0,1 мол%.
Это самая малая концентрация висмута исследованная в данной работе;
• ИК-люминесценция в диапазоне 1100-1700 нм, как планировалось
изначально, не обнаружена ни в одном из образцов;
• Интенсивность
люминесценции
начинает
падать
с
достижением
определенного порога концентрации висмута. Для состава 25Na2O5La2O3-70B2O3 этим порогом является концентрация в 1 мол%. В
составе матрицы 33Na2O-7La2O3-60B2O3 люминесценция затухает уже с
достижением значения 0,3 моль%;
• Люминесценцию в фиолетовой области, по эмпирическим данным прошлых
исследователей, можно отнести к образованию ионов Bi3+ в матрице, а
люминесценцию в пиках 780 и 875 нм, к ионам Bi2+ и
Bi3+
соответственно.

13.

Спасибо за внимание.