Введение к работе
Актуальность работы.
Поиск новых стеклянных и стеклокристаллических оптических сред для фотоники продолжает оставаться актуальным направлением современного материаловедения.
Сравнительно недавно были получены стекла в системе La 03-В203 отвечающие по составу метаборату лантана (La Оз-ЗВ20 ). Отмечается, что стекла из метабората лантана, вследствие высоких химической стойкости и механической прочности, большого показателя преломления и относительно невысокой температуры плавления, являются перспективными оптическими материалами. Высокая изоморфная емкость к редкоземельным элементам делает такие стекла перспективными для высококонцентрированных лазерных сред. Представляет интерес выяснить возможность модификации состава стекла, возможность создания стекол на основе других оксидов редкоземельных элементов, определить области стеклообразования. Представляет также интерес изучение процесса кристаллизации таких стекол с целью получения прозрачных стеклокристаллических материалов путем термообработки. Исследование физических свойств и спектроскопических характеристик стекол и прозрачных стеклокристаллических материалов на их основе, позволит оценить перспективы их применения в фотонике.
Целью работы является изучение стеклообразования и кристаллизации стекол в системах Ln203 - В^ (Ln - РЗЭ) в широкой области концентраций Ln203, разработка методики синтеза стекол и прозрачных стеклокристаллических материалов, исследование их физических свойств и спектрально-люминесцентных характеристик редкоземельных активаторов в стеклянных и стеклокристаллических матрицах различного состава.
В рамках этого основного направления решены задачи:
-
Изучена возможность и условия получения стекол состава Ln203-3B203 (Ln - РЗЭ).
-
Изучено стеклообразование в системах Ln203 - В203 (Ln - La, Nd, Рг, Gd) в области составов, обаїжцедньїх Ln203 по сравнению
І Р0С-НАЦИОНАЛЬНА і
I БИБЛИОТЕКА /
со стехиометрическим, а также в смешанных системах Ln203 - La203 - В203 и Ln'203 - Ln"203 - В2Оз (Ln' и Ln" - различные РЗЭ). Определены предельные концентрации Ln 03 в различных системах, и разработана лабораторная методика получения стекол различного состава.
3. Определены характеристические температуры и изучены фи
зические свойства стекол в зависимости от соотношения Ln203:B203
и типа РЗЭ. і
-
Исследована кристаллизация различных стекол лра термообработке: изучены кристаллические фазы выделения и структурные изменения в стекле в результате термического воздействия.
-
Разработана методика получения прозрачных стеклокристал-лпческих материалов состава Ln203 - В О , в том числе активированных РЗЭ.
-
Изучены спектрально-люминесцентные характеристики некоторых РЗ ионов в стеклах и стеклокристаллическом материале.
Научная новизна результатов, составляющих содержание диссертации, состоит в следующем:
1. Получены новые боратные стекла:
а) Ln203 ЗВ203 (где Ln = Nd, Pr, Gd, Er, Dy),
б) в двойных системах Ln203 - B203 (Ln = La, Nd, Pr, Gd) с содер
жанием оксида РЗЭ до 36 мол.%,
в) в тройных Ln 203-Ln"203-B203 и четверных Іл'^-Іл'^-ІхіД-ВД
(Ln' и Ln" - различные РЗЭ) системах с суммарным содержани
ем оксидов РЗЭ до 38-39 мол.% и до 40 мол.% соответственно.
-
Изучено влияние концентрации РЗ элементов в боратных стеклах Ln203 - В203 на физические свойства стекол.
-
Определены кристаллические фазы, выделяющиеся при термообработке стекол различного состава.
-
Разработана методика получения прозрачных стеклокристал-лических материалов в тройных Ln203- La203-B203 и четверных Ln'203-Ln"203-La203-B203 (Ln' и Ln" - различные РЗЭ) системах.
-
Изучены физические свойства стеклокристаллического материала системы Lu20 - La203 - В203 и спектроскопические характеристики ионов Се3+, Nd3+, Yb3+ в нем.
Апробация работы.
По материалам диссертации опубликовано 11 печатных работ. Из них 2 - статьи в научных журналах.
Основные результаты работы докладывались и обсуждались на ряде конференций:
- Международной конференции «Оптика лазеров-2003»
* (LO'2003) в Санкт-Петербурге,
Международной научной конференции «Кинетика и механизм кристаллизации» 12-14 октября 2004 года в Иваново,
ХУП международной конференции по химии и химической технологии «МКХТ-2003» в РХТУ им. Д.И. Менделеева в 2003 г ,
Девятой международной научно-технической конференции студентов и аспирантов в МЭИ в 2003 г.,
XI Национальной конференции по росту кристаллов «НКРК -2004» в ИК РАН в 2004 году,
Межрегиональной научной школе для студентов и аспирантов «Нано-опто- и микроэлектроника» к г. Саранске в 2002,2003,2004 и 2005 гг
Личный вклад автора заключается в проведении экспериментов, обработке экспериментальных данных, интерпретации результатов и формулировке выводов.
Объем и структура диссертации.
