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这所院校又添新作:掺Sm3+的锌-亚碲酸钠玻璃的定制光谱特性:dy3+共掺杂的影响

论论资讯 | 2023-05-01

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Tailored spectroscopic characteristics of Sm<sup>3+</sup>-imbued zinc-sodium tellurite glasses: Influence of Dy<sup>3+</sup>co-doping

Gafar S.; Ghoshal S.K.; Hamzah K.; Jupri S.A.

Published:2023-05-01
DOI:10.1016/j.optmat.2023.113774

研究背景

现今,围绕着社会性话题,如节能环保、健康生活等问题,人们对于科技的需求越来越高。其中,固态激光器和显示器的发展也备受关注。然而,这些技术的发展需要先行解决材料的问题,例如如何提高材料的光学性能等。因此,研究人员开始探索如何通过掺杂不同元素来改变材料的光学性质,以满足技术应用的需求。

研究内容

一篇名为《Tailored spectroscopic characteristics of Sm<sup>3+</sup>-imbued zinc-sodium tellurite glasses: Influence of Dy<sup>3+</sup>co-doping》的论文中,研究人员研究了掺杂Dy<sup>3+</sup>对Sm<sup>3+</sup>-掺杂的锌钠碲酸盐玻璃的光谱特性的影响。研究人员通过熔融淬火的方法制备了一系列化学配方为(59.2 – z)TeO<sub>2</sub> – 25ZnO – 15Na<sub>2</sub>O – 0.8Sm<sub>2</sub>O<sub>3</sub> – zDy<sub>2</sub>O<sub>3</sub>的玻璃样品,其中z分别为0.0、0.4、0.8、1.2、1.6和2.0 mol%。通过对样品进行XRD和EDX分析,研究人员证实了样品的非晶性质和化学组成。通过对样品进行FTIR分析,研究人员发现样品中的TeO<sub>4</sub>结构单元被转化为TeO<sub>3</sub>结构单元。研究人员还发现,随着Dy<sup>3+</sup>含量的增加,玻璃密度也随之增加。通过对样品进行吸收光谱分析,研究人员发现样品在300-1800 cm<sup>−1</sup>范围内显示出18个特征峰,这是由于Sm<sup>3+</sup>和Dy<sup>3+</sup>的不同电子跃迁引起的。同时,掺杂Dy<sup>3+</sup>也显著影响了玻璃的Urbach能量、折射率以及直接和间接光学带隙能量。通过对样品进行发光光谱分析,研究人员发现样品在不同的激发下,在400-750 nm波长范围内显示出6个显著的峰。最后,研究人员通过CIE 1931图确定了样品的色度坐标,并对样品进行了发光寿命衰减分析,结果表明TZNSD0.4玻璃的最大能量转移效率为72%。研究人员证明了可以通过掺杂Dy<sup>3+</sup>来定制所提出的玻璃的光谱属性。这些玻璃可能对固态激光器和显示器等技术应用有用。

研究意义

这项研究的创新点在于通过掺杂Dy<sup>3+</sup>来改变Sm<sup>3+</sup>-掺杂的锌钠碲酸盐玻璃的光学性质。这种方法可以使玻璃的光学性能得到改善,从而有望应用于固态激光器和显示器等技术领域。研究人员的实验结果表明,掺杂Dy<sup>3+</sup>可以显著影响玻璃的Urbach能量、折射率以及直接和间接光学带隙能量,这为进一步研究提供了新思路。

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