Фторофосфатные стекла и стеклокристаллические материалы с фторидными нанокристаллами и наночастицами серебра тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.17.11, кандидат наук Бурдаев, Павел Александрович

• Бурдаев, Павел Александрович
• кандидат наук
• 2013

Оглавление диссертации кандидат наук Бурдаев, Павел Александрович

Оглавление

Введение

Глава 1. Аналитический обзор

1.1 Формирование кристаллов и механизмы ликвации

1.2 Режимы термообработки

1.3 Стекла, активированные ионами редкоземельных ионов

1.4 Стеклокерамика, активированная ионами редкоземельных элементов

•5 I

1.5 Энергетические уровни иона Ег

1.6 Общие представления о спектрах материалов, активированных редкоземельными ионами

1.6.1 Эрбий

1.6.2 Европий

1.6.3 Диспрозий

1.6.4 Иттербий

1.6.5 Неодим

1.6.6 Тербий

1.6.7 Гольмий

1.7 Фторофосфатные стекла

1.7.1 Структура и свойства фторофосфатных стекол

1.7.2 Активированные фторофосфатные стекла

1.7.3 Фосфатные и силикатные стекла, содержащие металлические кластеры

1.8 Стекла системы ^СаВа8гА12Р14) - Ва(Р03)2

1.8.1 Физико-химические свойства материалов на основе стронций содержащего усовита

1.8.2 Активированные стекла усовито- фосфатной системы

1.9 Выводы по аналитическому обзору

Глава 2. Методики экспериментов

2.1 Синтез стекол

2.2 Дифференциально-сканирующая калориметрия

2.3 Термическая обработка стекол

2.4 Плотность и показатель преломления

2.5 Рентгенофазовый анализ

2.6 Спектроскопия оптического поглощения

2.7 Спектры люминесценции

Глава 3. Фторофосфатные стекла и стеклокерамики на их основе, активированные ионами эрбия

3.1 Синтез и исследуемая система

3.2 Теплофизические характеристики

3.3 Рентгенофазовый анализ

3.4 Спектры люминесценции

3.5 Спектры оптического поглощения

3.6 Обсуждение результатов. Выводы

Глава 4. Рост серебряных нанокристалов при совместном введении ионов РЗЭ и бромида серебра

4.1 Синтез и исследуемая система

4.2 Теплофизические характеристики

4.3 Спектры оптического поглощения

4.4 Спектры люминесценции

4.5 Обсуждение результатов. Выводы

Глава 5. Фторофосфатные стекла и стеклокерамики с высоким содержанием ионов РЗЭ

5.1 Синтез и исследуемая система

5.2 Теплофизические характеристики

5.3 Рентгенофазовый анализ

5.4 Обсуждение результатов. Выводы

Основные результаты и выводы по работе

Список литературы

ПРИЛОЖЕНИЕ А. Таблица составов синтезированных стекол

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Фторофосфатные стекла и стеклокристаллические материалы с фторидными нанокристаллами и наночастицами серебра»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность работы.

Важным направлением развития современного оптического материаловедения является миниатюризация и интеграция элементной базы волоконно- и интегрально-оптических систем (например, создание мини- и микрочип лазеров и оптических усилителей). Уменьшение веса и габаритов таких устройств возможно путем разработки и создания новых лазерных материалов, например, лазерных сред с высокой концентрацией ионов активаторов, полифункциональных лазерных материалов, наноструктурированных стеклокристаллических материалов и т.д.

В настоящее время прозрачные стеклокристаллические материалы представляют большой интерес для современной элементной базы фотоники. Занимая промежуточное положение между кристаллическими материалами и стеклами, они объединяют в себе лучшие свойства кристаллов (высокая механическая и термическая прочность) и стекол (возможность прессования и формования, возможность вытяжки оптического волокна и проведения ионного обмена для создания волноводных структур). Если активатор (например, эрбий, неодим и т.д.) входит в кристаллическую фазу, то спектрально-люминесцентные и лазерные характеристики стеклокерамики могут быть близки к характеристикам лазерных кристаллов-аналогов. Стеклокристаллические материалы (стеклокерамики) - это гетерофазные структуры, которые формируются при отжиге стекла за счет роста кристаллической фазы в стеклообразной матрице. Одним из основных недостатков таких материалов является высокое светорассеяние на границе кристаллической фазы и стеклофазы. Поэтому ключевым направлением при разработке оптических стеклокристаллических лазерных материалов является уменьшение светорассеяния за счет роста наноразмерных кристаллов в матрице стекла.

Известно, что особенностью фторофосфатных стекол (далее ФФС) является возможность введения в состав стекла высоких концентраций РЗЭ и равномерное их распределение по объему стекла без процесса сегрегации. Помимо этого достоинства ФФС с высоким содержанием фторидов имеют особые оптические характеристики. Обладая широким диапазоном изменения показателя

преломления и коэффициента дисперсии (щ = 1.41 + 1.605; = 53 90), ФФС занимают промежуточное положение на диаграмме Аббе (щ Vd) между фторидными и фосфатными кронами, превосходя стекла обоих классов по своей химической устойчивости и обладают низкой склонностью к кристаллизации. ФФС имеют отрицательные значения термооптических постоянных и низкие значения оптического коэффициента напряжения. Таким образом, использование их в оптических системах позволяет одновременно избавиться от термоволновой аберрации, остаточного хроматизма и двойного лучепреломления, возникающего при значительных механических напряжениях. Формирование на основе этих стекол наностеклокерамик позволяет усилить положительные свойства ФФС как лазерных и люминесцентных материалов.

Проблема взаимодействия РЗИ с нанокристаллами серебра также является на сегодняшний день ключевым вопросом создания люминесцирующих и лазерных сред с улучшенными характеристиками. Известно, что формирование в стеклах, содержащих ионы-активаторы, ансамбля металлических частиц, обладающих поверхностным плазмонным резонансом в определенной области спектра, позволяет значительно усовершенствовать спектрально-люминесцентные характеристики гетерогенной системы за счет направленного процесса переноса возбуждения.

Ранее были разработаны прозрачные стеклокерамики на основе силикатных, боратных и германатных стекол. Специфика фторофосфатных стекол - отсутствие известных механизмов проведения стимулированной объемной кристаллизации и способов получения металлических частиц, до сих пор не позволяла сформировать подобные материалы на основе фосфатных, а тем более фторофосфатных стеклообразных систем.

Таким образом, разработка и исследование новых наноструктурированных лазерных фторофосфатных стекол и стеклокерамик на их основе с высоким содержанием редкоземельных ионов, а также исследование особенностей формирования Ag-нaнoкpиcтaллoв и взаимодействие их с ионами активаторов представляет перспективное направление в оптическом материаловедении и спектроскопии конденсированных сред.

Цель работы.

Разработка физико-химических основ технологии синтеза новых стеклообразных и стеклокристаллических материалов на основе ФФС и выявление закономерностей их формирования. Проведение комплексных исследований спектрально-люминесцентных свойств стекол и наностеклокерамик, содержащих нанокристаллы, активированные ионами РЗЭ, и А§-нанокристаллы.

Для достижения поставленной цели предстояло решить следующие задачи:

1. Разработать технологический процесс синтеза и вторичной термообработки для получения прозрачных стеклокристаллических материалов, активированных ионами РЗЭ.

2. На основании анализа зависимости изменения термограмм стекол от состава определить возможности температурного разделения объемной и поверхностной кристаллизации и режимов термообработки для проведения направленной объемной кристаллизации активированных нанокристаллов определенного размера и состава.

3. Изучить изменение фазового состава стеклокристаллических материалов при изменении концентрации активатора.

4. Определить условия формирования и вид кристаллов, содержащих РЗЭ. Изучить влияние концентрации ионов РЗЭ и режимов вторичной термообработки на спектрально-люминесцентные свойства фторофосфатных стекол и стеклокристаллических материалов на их основе.

5. Выяснить особенности формирования металлических А§-наночастиц в матрице стекла и изучить роли активатора в этом процессе.

Научная новизна.

1. Впервые были спрогнозированы и реализованы условия осуществления перехода от поверхностной кристаллизации, характерной для фосфатных и фторофосфатных стекол, к контролируемой объемной кристаллизации с выделением в качестве первой кристаллической фазы нанокристаллов, содержащих ионы РЗЭ.

2. Определена температурная последовательность выделения кристаллических фаз: 8гЬпР5 —» усовит —» 8г2А1Р7. Установлен механизм формирования кристаллической фазы в процессе спонтанной кристаллизации свинцово-фторидного стекла, а также показано, что ионы редкой земли входят в кристаллическую фазу 8гЬпР5. Зафиксирован новый класс соединений: 8гЬпР5. Определена энергия активации кристаллизации активированного фторидного кристалла.

3. Определены температурно-временные условия получения активированной наностеклокерамики. Показана возможность получения оптической (прозрачной) стеклокерамики с нанокристаллами (диаметр 40-60 нм), активированными ионами Ьп, где Ьп3+= Ег3+, УЬ3+, Бу3+, Но3+, Ш3+, Еи3+, ТЬ3+.

4. Впервые были сформированы металлические А§-нанокристаллы во фторфосфатных стеклах. Экспериментально определен донор электрона (Еи2+) для получения металлических нонокристаллов. Доказан рост сложной структуры ядро/оболочка (Ag-мeтaлличecкий/AgBr-пoлyпpoвoдник). Показано, что размеры наночастиц и толщину оболочки определяет концентрация ионов европия, вводимого в стекло.

Защищаемые положения:

1. Впервые получены прозрачные стеклокерамики, содержащие фторидные активированные диэлектрические и металлические серебряные нанокристаллы на основе фторофосфатных стекол с концентрацией фторидов 95 мол. %, имеющие показатель преломления в диапазоне 1.451.58.

2. Определены оптимальные соотношения компонентов во фторофосфатных стеклах для создания прозрачных стеклокерамик с активированными РЗИ фторидными нанокристаллами. Показано, что при концентрации РЗИ выше 10 мол. % происходит процесс объемной катализированной кристаллизации с последовательностью выделения кристаллических фаз: 8гЬпР5 —» усовит

Sr2AlF7, где (Ln3+= Er3+, Ce3+, Eu3+, Yb3+, Dy3+, Ho3+, Nd3+, Tb3+). Размеры нанокристаллов варьируются в диапазоне 30-70 нм.

3. При направленной кристаллизации стекол эрбий и другие лантаноиды входят в состав кристаллической фазы SrLnF5, что приводит к изменению спектров поглощения и люминесценции по сравнению с исходным стеклом.

4. Показана возможность получения в матрице наноразмерных кристаллов

*> I л I л I л I ^ I ^ I _ ij I

нового класса соединений SrLnF5; где Ln = Ег , Се , Dy , Но , Nd , Tb , с флюоритоподобной структурой - кубическая гранецентрированная, пространственная группа Fn^m.

5. Во фторофосфатном стекле впервые сформированы структуры ядро/оболочка (А§п-металл/А§Вг-полупроводник). Катализатором процесса (донором электрона для прохождения процесса Ag+ —*• Ag0—>Agn) является ионы Eu2+, находящиеся в стекле в динамическом равновесии с Еи3+. Концентрация иона европия является определяющим фактором для изменения толщины AgBr-оболочки. Размеры ядра изменяются в пределах 1.8-2.5 нм.

6. При индуцированной кристаллизации фторофосфатного стекла, ионы европия не входят в кристаллическую фазу AgBr и остаются в стеклообразной матрице. Их спектр люминесценции испытывает изменения вследствие взаимодействия с электромагнитным полем металлической частицы, что фиксируется перераспределением интенсивности полос переходов 5D0,i—>7Fj.

Практическая значимость.

1. Разработана методика синтеза и вторичной термообработки для получения прозрачных стеклокристаллических материалов активированных ионами РЗЭ

2. Результаты исследований спектрально-люминесцентных свойств стекол и стеклокерамик могут служить основой при разработке новых лазерных материалов для высокоэффективных волоконных лазеров и усилителей света, а также малогабаритных интегрально-оптических лазерных устройств.

3. Получены и переданы для испытаний в Национальный исследовательский университет Информационных технологий, механики и оптики стекла и прозрачные стеклокерамики состава 0.05Ва(РОз)2-0,95]У^РЬ(Ва)Са8гА12-х(Ьпх)Р14, где Ьп3+ = Ег3+, Еи3+, УЪ3+, Ш3+, ТЪ3+.

1 АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР

1.1 Формирование кристаллов и механизмы ликвации

Стеклокерамикой называют искусственный стеклокристаллический материал, полученный кристаллизацией стекла соответствующего химического состава и обладающий более высокими по сравнению с этим стеклом физико-химическими свойствами [1]. Стеклокерамики состоят из множества более или менее мелких кристаллов, связанных между собой межкристаллической прослойкой.

Для превращения стекла в стеклокерамику необходимы два следующих условия: во-первых, стекло должно иметь химический состав, при термообработке которого при температурах несколько выше температуры стеклования должна выделяться кристаллическая фаза, обладающая какими-либо полезными физико-химическими, нелинейно-оптическими или люминесцентными характеристиками. Во-вторых, процесс кристаллизации такого стекла должен осуществляться по особому методу. Первое условие обеспечивает образование определенных кристаллических фаз, которые определяют свойства стеклокерамики. Второе условие относится, в основном, к режиму термической обработки исходного стекла при его превращении в стеклокерамику. Термическая обработка позволяет образовать в стекле зародыши кристаллизации и обеспечить их рост до определенного размера с минимальным распределением по размерам. Размер кристаллов в стеклокерамике, производимой промышленностью (ситаллах), как правило, менее 1 мкм, а их концентрация может меняться в значительных пределах (20-90 % по объему). Для создания прозрачной оптической стеклокерамики диаметр нанокристаллов, согласно теории Рэлея, не должны превышать 90 нм, а различия в показателях преломления между матрицей и выделившемся нанокристаллом быть не более 0.1.

Для реализации процесса превращения стекла в стеклокерамику нужно сначала образовать в стекле центры кристаллизации, а затем на этих центрах

вырастить кристаллы. Центры кристаллизации могут совпадать по структуре и химическому составу с выращенными на них кристаллами, а могут не совпадать. Первый механизм получил название гомогенного, второй гетерогенного зародышеобразования. Гетерогенный процесс традиционно осуществляется при внесении в расплав порошков металлов (А§, Аи и др.), которые выделяются в нанокристаллическую фазу при более низких температурах (например, терморефрактивные стекла) и являются центрами роста кристаллов других видов. Катализаторами в технологии стеклокерамики называют вещества, инициирующие процесс зарождения центров кристаллизации. Такая кристаллизация называется катализированной направленной. Существует несколько типов катализаторов, отличающихся механизмом действия. Если говорить об оксидных катализаторах, то имеются основания считать, что они способствуют разделению стекол на две стеклообразные фазы (ликвации), и что это явление обусловливает появление центров кристаллических зерен. Причиной резкого увеличения скорости зародышеобразования вследствие ликвации в переохлажденной метастабильной жидкости может быть развитие поверхности между стеклообразными фазами и приближение химического состава микрофаз к составу будущих кристаллов, повышающее скорость их перехода в кристаллическое состояние.

Все переохлажденные расплавы, пути охлаждения которых до твердого состояния пересекают область метастабильной ликвации, будут сначала расслаиваться на две жидкие фазы при выдерживании их в интервале температур, соответствующих области метастабильной ликвации, и лишь затем выделять твердую фазу. Области метастабильной ликвации располагаются только в подликвидусной части диаграмм.

Ликвация как фазовое разделение протекает в три стадии:

1) химический распад, приводящий к возникновению зародышей новой фазы; 2) рост частиц новой фазы; 3) последующая переконденсация, то есть рост крупных частиц за счет более мелких.

Существует два механизма разделения фаз при ликвации. В первом случае появление любых незначительных флуктуаций расплава ведет к понижению свободной энергии системы. Поэтому любая флуктуация вызывает фазовый распад, не сопровождающийся преодолением каких-либо энергетических барьеров. Ликвация в такой нестабильной области называется спинодальной. На начальном этапе спинодальной ликвации границ раздела фаз не образуется, увеличиваются лишь различия в составе флуктуаций.

Второй механизм осуществляется, если для понижения свободной энергии необходимо образование областей больших размеров, чем в первом механизме, состав которых резко отличается от исходного и которые обладают свободной энергией ниже исходного состава. Такие образования не будут рассасываться, а будут расти, превращаясь в зародыши новой фазы, имеющие четкие фазовые границы[1].

Распад, при котором необходимо предварительное образование устойчивых зародышей определенного размера, называют нуклеационным, а ликвацию, протекающую по этому механизму, бинодальной. Обычно в области бинодальной ликвации образуется капельная структура с четко оформленными границами раздела, а в спинодальной - взаимопроникающая или двухкаркасная.

1.2 Режимы термической обработки

Для получения стеклокерамики необходимо синтезировать стекло соответствующего состава и провести специальную термическую обработку отформованного изделия. Есть полное основание утверждать, что оптимальная термическая обработка является самым важным элементом технологии стеклокерамики. Следует подчеркнуть, что проблема выбора наиболее эффективного режима термообработки является самой сложной. Ее назначение состоит в том, чтобы она обеспечила, во-первых, образование максимального

числа центров кристаллизации; во-вторых, необходимую степень закристаллизованности, и, в-третьих, заданный фазовый состав стеклокерамики.

Исходя из установленных Г. Тамманом закономерностей, существуют две характерные температуры режима, одна из которых отвечает максимуму образования центров кристаллизации, вторая - максимуму линейной скорости роста кристаллов. Процесс кристаллизации может быть осуществлен как при охлаждении расплава, так и при нагревании застывшего стекла. В принципе это не имеет значения, может измениться только очередность выделения фаз.

Температура образования центров кристаллизации находится вблизи температуры стеклования. Пока нет вполне надежного критерия для выбора оптимальной температуры для первой ступени термообработки, и ее определяют разными косвенными методами, чаще всего экспериментально. Вторая ступень термообработки отвечает максимальному росту кристаллов, температуру которой можно определить методом ДТА по экзотермическому пику, соответствующему максимальной скорости выделения той или иной кристаллической фазы [1].

Для получения прозрачной стеклокерамики необходимыми условиями являются: весьма малый размер кристаллов (не более длины полуволны видимого света) и совпадение или близость показателей преломления кристаллов и стекла. По внешнему виду такие стеклокерамики сходны с оконным стеклом, с легкой окраской или без нее. Различают стеклокерамики прозрачные в видимой и в инфракрасной частях спектра.

1.3 Стекла, активированные ионами редкоземельных элементов

Стекла, активированные ионами редкоземельных элементов (РЗЭ) в настоящее время находят чрезвычайно широкое применение. Создание лазерных материалов, радиационно-устойчивых и фоточувствительных стекол, светофильтров и многие другие задачи решаются путем введения ионов РЗЭ в состав стекол.

Для широкого круга составов было изучено влияние стеклообразующей матрицы, активированной ионами РЗЭ, на положение полос и на время жизни люминесценции. Показано, что вероятность излучательного распада определяется симметрией и ионностью связи лигандов [2].

Изучение валентного и координационного состояния ионов РЗЭ в фторофосфатных и фторидных стеклах позволило предположить, что ионы активатора в этих стеклах преимущественно стабилизируются в низковалентных состояниях, локализуясь преимущественно во фторидном окружении и около укороченных фрагментов метафосфатных цепей для фторофосфатных стекол. Люминесцентные характеристики при увеличении содержания фторидной составляющей претерпевают монотонные изменения, свидетельствующие о понижении степени упорядоченности структурного окружения ионов РЗЭ с ростом содержания фторидов и возрастания степени ионности связи активатор — лиганд, с одновременным повышением симметрии окружения ионов РЗЭ при высокой ионизации фторидов в стекле.

Работы по изучению активированных стекол показали существование сегрегации активатора в ионогенные области, что означает нарушение законов случайного распространения примесей в неоднородном по, структуре и составу расплаве и соответственно стеклообразном веществе, и подтверждает гипотезу о неоднородном строении стекол.

1.4 Стеклокерамика, активированная ионами редкоземельных элементов

На сегодняшний день стеклокристаллические материалы, активированные ионами РЗЭ, получены на основе фторсодержащих силикатных, германатных и даже фтороцирконатных стекол. Сейчас ведутся разработки подобных материалов, образованных в других стеклообразных системах. В случае фторосиликатной системы кристаллизация проходит предположительно по нуклеационному механизму, в то время как в случае чисто фторидных

композиций, по-видимому, наблюдается спинодальный распад. Такое различие связано с тем, что в первом случае концентрация кристаллообразующей фазы намного меньше, чем во втором и составляет приблизительно 3-6 объемных %. Во втором случае объем кристаллической фазы может достигать 70 об. %, при сохранении прозрачности образца [2].

Последние несколько лет большое внимание было уделено окси— фторидной стеклокерамике, так называемой (ТвСв), состоящей как из оксидной фазы, так и фторидной фазы, в которой оксиды редкоземельных элементов предпочитают локализовываться преимущественно во фторидном окружении. Одним из самых больших преимуществ таких материалов является то, что процесс выработки остается таким же, как и для обычных стекол. Поэтому они могут быть вытянуты в оптические волокна с низкими потерями. Оптически активные ионы РЗЭ могут находиться во фторидной фазе, создавая вокруг себя низкофононное энергетическое окружение. Прозрачная фторосиликатная, фторогерманатная и фторофосфатная стеклокерамика представляет большой интерес для получения новых оптоэлектронных приборов, таких как лазеры и усилители для оптоволоконной связи.

Ванг в работе [3] изучил кристаллизацию в прозрачных оксифторидных стеклокерамических материалах и идентифицировал кристаллическую фазу как

о . л I

смешанные кристаллы (РЬСс1)Р2, активированные УЬ и Ег . В работе [4] хоть имели дело с системой 0е02-РЬ0-РЬР2-Тт3, была показана возможность создания стеклокерамических материалов, содержащих (3-РЬР2 кристаллы, активированные Тш , размером 16 нм.

Тик в работе [5] представил обзор, а также некоторые новые результаты по этому классу материалов, как в виде объемных тел, так и в виде волокон. Он классифицировал эти композиты как ультра-прозрачную стеклокерамику.

Такие композитные материалы, содержащие в кристаллической фазе редкоземельные ионы, были получены в некоторых оксифторидных системах посредством термообработки образцов, изготовленных по стандартной методике

получения оксидных стекол [3,5]. Интерес к этим системам обусловлен тем фактом, что редкоземельные ионы активатора могут полностью переходить в кристаллическую фазу, и эта фаза представляет собой, например, фториды тяжелых металлов. Полученная стеклокерамика имеет оптические свойства этого класса кристаллов.

В настоящий момент главной проблемой создания оксифторидной стеклокерамики является невоспроизводимость конечного химического состава стекла при разных варках, что обусловлено потерями фторидов в процессе синтеза стекол. Основными факторами, влияющими на сохранение исходного количества фторидов в стекле, считаются: состав и содержание фторидов в шихте, температура и продолжительность синтеза стекол, атмосфера варки.

В работах [6-8] представлены спектроскопические измерения материалов, содержащих редкоземельные активаторы в окси-фторидном прозрачном стекле и синтезированной на его основе стеклокерамике. Показано, что для редкой земли существует несколько спектроскопических различных положений даже в стеклообразном состоянии (исходном стекле), где значительное число редкоземельного иона обычно координируется фтором. В стеклокерамических материалах это фторидное координационное положение сохраняется при переходе в кристаллическое состояние с определенным изменением симметрии первой координационной сферы, но значительная часть редкой земли все еще остается в стеклообразной фазе. Доля редкоземельных ионов, входящих в кристаллическую фазу, может быть оценена с помощью спектрально-люминесцентных исследований и количественного рентгенофазового анализа этих материалов.

1.5. Энергетические уровни иона Ег3+.

Ионы Ег3+ имеют очень сложную схему энергетических уровней, которая обладает важными особенностями. На рисунке 1 изображена схема энергетических уровней эрбия.

2Р

3/2

1 29 рт 055 рт

И 1 мя 1 1 Vм*.

Рисунок 1 - Схема энергетических уровней иона Ег3+ и основных лазерных

переходов [9]

Квантовый выход люминесценции с многих уровней оказывается чрезвычайно чувствительным к активируемой матрице из-за величины энергетических зазоров между уровнями. То есть, число метастабильных уровней эрбия зависит от активируемой матрицы.

Возможна реализация сложных схем передачи возбуждения, таких как ап-конверсия и кросс-релаксация. Это связано с тем, что некоторые энергетические зазоры встречаются в схеме несколько раз. К примеру, процессы ап-конверсии влияют на спектрально-люминесцентные параметры эрбиевых материалов, когда в начальном состоянии два иона находятся на метастабильном уровне 41о/2, в конечном состоянии один ион переходит в основное состояние 4115/2> а другой - в высокоэнергетическое состояние %/2. [10-13]

Эти особенности иона эрбия позволили получить наибольшее число каналов генерации среди всех ионов лантаноидов. Основным лазерным переходом иона

Ег3+ является переход \ъ/2 4115/2- Именно на нём осуществляется генерация и усиление в кристаллах и в стеклах в различных устройствах оптики и фотоники. Безусловно, одним из важнейших применений иона Ег3+ является его использование в усилителях волоконно-оптической связи.

Длина волны генерации иона эрбия -1,5 мкм - находится в диапазоне длин волн, безопасном для человеческого глаза, а так же оптимальна для передачи информации по волоконно-оптическим линиям связи и очень перспективна для применения в офтальмологии, локации, для обработки материалов и т.д. На рисунке 2 представлена зависимость сечений поглощения и излучения от длины волны для фосфатного стекла, активированного эрбием [14].

I СШг

04

к * X

| 0,3 3

I 0,2

0,1

! 1 2 IV * 1 г * *

Поглощение \\ Излучение

1/П^ \

/ > \у I 6 »

/ * А ' »

5> 1460 1480 1500 1520 1540 1560 1580 1600 1620 1640

Длина волны, нм

Рисунок 2 - Сечение поглощения и излучения фосфатного стекла, активированного эрбием [15] Для накачки эрбиевых лазеров обычно используется полоса поглощения 0.9-1 мкм, соответствующая переходу 41]5/2 —» \ мг- Однако эта схема накачки не достаточно эффективна из-за того, что эта полоса имеет небольшую силу осциллятора, а концентрация эрбия не может быть существенно увеличена, в противном случае могут возникнуть процессы тушения. Для решения этой проблемы в матрицу вводится дополнительный активатор - ионы УЪ3+, являющегося сенсибилизатором для иона эрбия. Ионы УЪ3+ эффективно

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Бурдаев, Павел Александрович, 2013 год

список использованной литературы:

1. Химическая технология стекла и ситаллов : учебное пособие / М. В. Артамонова [и др.]; под. ред. Н. М. Павлушкина.- М.: Стройиздат, 1983. -43 430 С.

2. Braglia, М. Glass-ceramics for optical amplifier: rheological, thermal, and optical properties/ M. Braglia, C. Bruschi, G. Dai // Journal of Non-Cristalline Solids. 1999 -V.256-257.- №2.-P. 170-175.

1 I -Л I

3. Wang ,Y. New transparent vitroceramics colored with Er andYb for efficient frequency up-conversion / Y. Wang , J. Ohwaki //J. Appl. Phys. Lett. 1993.- V. 63,-№24.- P. 3268-3270.

4. Hirao, K. Preparation and optical properties of transparent glass-ceramic

Л I

containing p-PbF2:Tm / K. Hirao, K. Tanaka, M. Makita, N. Soga //J. Appl. Phys.-1995.-V. 78.-№5. P. 3445.

5. Tick P., Dejneka M., Proceedings of the 18 ht International Congress on Glass, San Francisco, USA, C2-1,1998.

6. Goutaland, F. Cristalisation effect on rare earth dopants in oxyfluoride glass ceramics/ F. Goutaland, P. Jander, W.S. Brocklesby //Optical Materials.- 2003.-V.22.-P.383-390.

7. Desurvire E. Erbium-doped fiber amplifiers.- Physics Today.-1995.- V.48.-№2.-P.53.

8. Lahoz, F. Rare earths in nanocrystalline glass-ceramics/ F. Lahoz , I.R. Martin , U.R. Rodriguez-Mendoza, I. Iparraguirre , J. Azkargorta ,A. Mendioroz , R. Balda, J. Fernamdez, V. Lavin. //Optical Materials.-2005.- V.27.-P.1762-1771.

9. Wybourne W.G. Spectroscopic properties of rare earth.- N.Y.- 1965.-P. 236.

10. Chen, D. Microstructure and luminescence of transparent glass ceramic containing Er3+:BaF2 nano-crystals/ D. Chen, Y. Wang, Y.Yu, E.Ma, L.Zhou II. Journal of Solid State Chemistry.-2006.- V. 179.-P. 532-537.

3 "I-

11. Wang, J. Preparation and Luminescence of Er Doped Oxyfluoride Glass Ceramics Containing LaF/ J. Wang , M. Wang // Nanocrystals. J. of rare earths.-2006.-V. 24.- P. 67-71.

I _

12. Kawamoto, Y . Upconversion luminescence of Er in transparent SiC>2—PbF2— ErF3 glass ceramics / Y. Kawamoto, R. Kanno, J. Qiu// J. Mater. Sci.- 1998.-V. 33.-P. 63.

11__

13. Pan, Z. Upconversion Luminescence in Er Doped Germinate-Oxyfluoride and Tellurium Germanate-Oxyfluoride Transparent Glass-Ceramics / Z. Pan, A. Ueda, R. Mu and S.H. Morgan // J. of Luminescence. - 2007. - V. 126. - №1, P. 251-256.

14. Убайдуллаев, P.P. Волоконно-оптические сети./Р.Р. Убайдуллаев. - M.: Эко-Трендз.- 2001.- С. 267.

15. Ахманов, С.А. Физическая оптика/ С.А. Ахманов, С.Ю. Никитин.- М.: Изд-воМГУ.- 1998.-С. 656.

16. Немилов, С.В. Оптическое Материаловедение: Оптические стекла./С.В. Немилов; СПбГУ ИТМО. СПб.- 2011.- 175 С.

17. Немилов С.В. Оптическое материаловедение: Физическая химия стекла/С.В. Немилов; СПбГУ ИТМО. СПб. -2009. -113 С.

18. Weber M.J. Probabilities for radiative and nonradiative decay of Er3+ in LaF3.-Phys. Rev.- 1967.- V.157.- № 2.-P.262-272.

19. Dexter D.L. Theory of optical properties of imperfection in nonmetals.- In Solid State Physics.-1958.- V.6.-P.353-411.

20. Carnall, W.T. Spectral intensities of trivalent lanthanides and actinides in solution. II. Pm3+, Sm3+, Eu3+, Gd3+, Tb3+, Dy3+ and Ho3+/ W.T. Carnall, P.R. Filds, K. Rajnak //J. Chem. Phys.-1968.- V.49.- №10.- P.4412-4423.

21. Carnall, W.T. Spectral intensities of the trivalent lanthanides and actinides in solution. I. Pr3+, Nd3+, Er3+, Tm3+, Yb3+/ W.T. Carnall, P.R. Fields, B.G. .Wybourne //J. Chem. Phys.-1965.- V.42.-№ 11.-P.3797-3806.

__-Л I

22. Su, Q. Luminescent materials and spectroscopic properties of Dy ion / Q. Su, H. Liang, C. Li, H. He, Y. Lu, J. Li, Y. Tao // Journal of Luminescence. 2007.-V.122.-P.329.

23. Ельяшевич, M.A. Спектры редких земель/М.А. Ельяшевич.- ГИТТЛ.- М., 1953.456 С.

24. Ельяшевич М.А. Атомная и молекулярная спектроскопия//М.А. Ельяшевич.- ГИТТЛ, М. 1962, 892 с.

25. Dieke G.H. Spectra and energy levels of rare earth ions in crystals. N.Y., 1968. 401 p

26. Кабанов, B.O., Януш O.B. О существовании структурных элементов определенного состава в оксидных стеклах.- Физ. и хим. стеклаю.-1987.-№4.- С. 524-535.

27. Evstropiev K.S., Petrovski G.T., Chalilev W.D. Die Glasbilsen systeme aut basis von BaP03F.-Mat IX Internatinal Glaskongres, Wersall.-1971.- P.485-502.

28. Урусовская Л.Н. Оптические стекла типа особых кронов// Опт.-мех.прочность.-1967.-№9.- С.36-39.

29. Карапетян, К. Г. Стекла на основе стронций содержащего усовита и метафосфата бария: диссертация на соискание ученой степени к.х.н./ К.Г. Карапетян - Л. 1991.

30. Arnold, G. W. Aggregation and migration of ion-implanted silver in lithia-alumina-silica glass/ G. W. Arnold, J. A. Borders //J. Appl. Phys.- 1977.-V.48.- №4.-P.1494.

31.Lysenko, S. Excited state dynamics in silver nanoparticles embedded in phosphate glass / S. Lysenko, J. Jimetnez, V. Vikhnin, H. Liu // Journal of Luminescence.-2008.-V.128.-P.821-823.

32. Portales, H. Investigation of the role of silver on spectroscopic features of Er3"1" -activated Ag - exchanged silicate and phosphate glasses / H.Portales, M,Mattarelli, M.Montana // Journal of Non-Crystalline Solids.-2005.-V.351.-P. 1738-1742.

33. Колобкова, Е.В. Оптическая стеклокерамика на основе фторосодержащих силикатных стекол, активированных редкоземельными ионами / Е.В Колобкова, В.Г. Мелехин, А.Н. Пенигин // Физика и химия стекла. - 2007 -Т.ЗЗ.-№1.-С. 11-18.

34. Бочарова, Т. В. О влиянии малых добавок редкоземельных элементов на структуру фторофосфатных стекол / Т. В. Бочарова, Н. О. Тагильцева, С. А. Сироткин //Физика и химия стекла. - 2010. - Т. 36. - № 3 . - С. 352 - 362.

35. Бочарова, Т. В. Пространственное распределение ионов ТЬ во фторофосфатных стеклах системы Ва(РОЗ)2 - MgCaSrBaA12F14./ Бочарова Т. В., Власова А. Н., Карапетян Г. О., Тагильцева Н. О.// Известия Российского государственного педагогического университета им. А.И. Герцена. - 2009. - Т. 79. - С. 107-115.

36. Auzel, F. Er doped ultra-transparent oxy-fluoride glass-ceramics for application in the 1.54 цт telecommunication window/ F. Auzel, D. Pecile, D. Morin J.// Electrochem. Soc.- 1975.-V. 122.-P. 101-108

37. Nicholas, J. C. Heat loads in erbium-doped laser materials / J, C. Nicholas ,S. R. Bowman, S. P. O'Connor, MJ. Myers. // Optical Materials.- 2010.- V.32. -P.1050-1054.

38. Tikhomirov, V.K. Comparative spectroscopy of (ErF3)(PbF2) alloys and Er 3+ -doped oxyfluoriode glass-ceramics/ V.K. Tikhomirov , V.D. Rodriguez, J. Mendez-Ramos, P. Nunez, A.B. Seddon //Optical material.- 2004.- V. 27. - P. 543-547.

"5 I

39. Surendra, B. S. Optical absorption and photoluminescence studies of Eu -doped phosphate and fluorophosphate glasses / B. S. Surendra , P. Babu, C.K . Jayasankar, W. Sievers// Journal of Luminescence.- 2007.- V.126.- P. 109-120.

40. Wang,J. Up-conversion and near-infrared emission of Er3+ doped transparent glass ceramics containing LaF3 nanocrystals./J.Wang, X. Qiao, X. Fan, M. Wang// J.Physica.-2004.-V.353.-P.242-247.

41. Dantelle, G. /Comparison between nanociystals in glass-ceramics and bulk single crystals Er3+ - doped PbF2/ G. Dantelle, M. Mortier, G. Patriarche, D. Vivien //J. of Solid State Chemistry.- 2006.- V. 179. - P. 2003-2006.

42. Tick, P.A. Transparent glass ceramics for 1300 nm amplifier applications / P.A. Tick, N.F. Borrelli, L.K. Cornelius, M.A. Newhouse// J. Appl. Phys.-1995.-V. 78.-№11.- P. 6367-6374.

43. Hendy, S. Light scattering in transparent glass ceramics / S. Hendy // Appl. Phys. Lett.-2002.-V. 81.-№7.-P.l 171-1173.

44. Tikhomirov, V.K. Fabrication and characterization of nanoscale, Er doped, ultratransparent oxyfluoride glass ceramics / V.K. Tikhomirov, D. Furniss, A.B. Seddon, I.M. Reaney, M. Beggiora, M. Ferrari, M. Montagna, R. Rolli // Appl. .Phys. Lett.-2002.-V.81.-№l 1.-P.1937-1939.

•5 i

45. Balakrishnaiah, R. Characterization of Eu -doped fluorophosphate glasses for red emission / R. Balakrishnaiah, R. Vijaya, P. Babu, C.K. Jayasankar, M.L.P.

Reddy // Journal of Non-Crystalline Solids.- 2007.- V.353.- P. 1397-1401.

i i

46. Mendez-Ramos, J. Optical properties of Er ions in transparent glass ceramics/ J. Mendez-Ramos, V. Lavin, I.R. Martin, U.R. Rodriguez-Mendoza, J.A. Gonzalez-Almeida, V.D. Rodriguez, A.D. Lozano-Gorrin, P. Nunez //J. of Alloys and Compounds.- 2001.- V.323-324.- P.753-758.

47. Mendez-Ramos, J. Site selective study of Eu -doped transparent oxyfluoride glass ceramics / J. Mendez-Ramos, V. Lavin, I.R. Martin, U.R. Rodriguez-Mendoza, V.D. Rodriguez, A.D. Lozano-Gorrin, P. Nunez// J.Appl. Phys.- 2003.-V. 94.- P. 2295.

48. Tikhomirov , V.K. Fabrication and characterization of nanoscale, Er3+-doped, ultratransparent oxyfluoride glass ceramics / V.K. Tikhomirov, D. Furniss, A.B. Seddon, I.M., Reaney, M. Beggiora, M. Ferrari, M. Montagna, R. Rolli //Appl. Phys. Lett.- 2002.-V. 81.- P. 1937.

__I

49. Todoroki, S. Spectroscopy of different sites in Pr -doped oxyfluoride glass ceramics/ S. Todoroki, S. Inoue// J.Applied Surface Science .-2004.-V.223.-P. 39-43.

1 I

50. Chen, D. Crystallization and fluorescence properties of Nd -doped transparent oxyfluoride glass ceramics/ D. Chen, Y. Wang , Y.Yu, Z. Hu // Materials Science and Engineering B.-2005.-V.123.-P.1-6.

51. Hu, Z. Crystallization and spectroscopic properties investigations of Er3+ doped transparent glass ceramics containing CaF2/ Z. Hu, Y.Wang , E. Ma, F.Bao, Y.Yu, D.Chen // Materials Research Bulletin.-2006.-V. 41.-P. 217-224.

52. Zheng, H. Dynamical processes of Ln ions doped in LaF3 nanocrystals embedded in transparent oxyfluoride glass/ H. Zheng, X.Wang, S.Qu, M.J. Dejneka, R.S. Meltzer. // Journal of Luminescence.-2006.-V. 119-120.-P.153-160,

53. Hu, Z. Fluorescence property investigations on Er3+-doped oxyfluoride glass ceramics containing LaF3 nanocrystals./ Z. Hu, E.Ma, Y.Wang , D.Chen // Materials Chemistiy and Physics .-2006.-V.21.-P. 247-252.

54. Danielle, G. Influence of Ce3+ doping on the structure and luminescence of Er3+-doped transparent glass-ceramics/ G. Danielle, M. Mortier, D. Vivien, G. Patriarche. // Optical Materials.-2006.-V.28.- P. 638-642.

55. Yu, Y. Investigation on crystallization and influence of Nd doping of

transparent oxyfluoride glass-ceramics/ Y.Yu, D. Chen, Y.Cheng, Y.Wang, Z.Hu,

F.Bao // Journal of the European Ceramic Society.-2005.-V.26.-P. 2761-2767.

— 11

56. Tikhomirov, V.K. Laser and gain parameters at 2.7 um of Er doped oxyfluoride transparent glass-ceramics/ V.K. Tikhomirov, J. Mendez-Ramos, V.D. Rodriguez, D. Furniss, A.B. Seddon // Optical Materials.-2005.-V.28.-№10.-P. 1143-1146.

57. Chen, D. Luminescence at 1.53 um for a new Er -doped transparent oxyfluoride glass ceramic/ D. Chen, Y. Wang, Y.Yu, E.Ma, F.Bao, Z.Hu, Y. Cheng 11 Materials Research Bulletin.-2005.-V.24.-P.243-251.

58. Mortier, M. Erbium doped glass-ceramics: concentration effect on crystal structure and energy transfer between active ions/ M. Mortier, P. Goldner, C. Chateau, M. Genotelle // Journal of Alloys and Compounds. -2001.- V. 323-324.-№12-P. 245-249.

59. Beggiora, M. Structure of the nanocrystals in oxyfluoride glass ceramics/ M. Beggiora, I. M. Reaney, and M. S. Islam // Appl. Phys. Lett.-2003.-V.83.-№3.-P. 467-469.

60. Beggiora, M. Phase evolution in oxy-fluoride glass ceramics/ M. Beggiora, I.M. Reaney, A.B. Seddon, D. Furniss, S.A. Tikhomirov // J. Non-Crystalline Solids.-2003.- V.326-327. - P. 476-483.

61. Bocharova, T. V. Influence of Small Additives of Rare-Earth Elements on the Structure of Fluorophosphate Glasses / T. V. Bocharova, A. N. Vlasova, G. O. Karapetyan, O. N. Maslennikova // Glass Physics and Chemistry.- 2010.-V. 36.-P.286-293.

62. Aseev, V.A. Spectral Luminescence Properties of Transparent Lead Fluoride Nanoglassceramics Doped with Erbium Ions/ V.A. Aseev, V.V. Golubkov, A.V. Klementeva, E.V. Kolobkova, N.V. Nikonorov // Optics and Spectroscopy 2009. -V. 106.- №5. - P. 691-696.

63. Guerreiro, T.P, PbS quantum-dot doped glassesas saturable absorbers for mode locking of Cnforsterite laser/ T.P. Guerreiro, N.F.Borelli, J.Butty, N. Peygbhambarian // Appl. Phys. Lett.-1997.- V.71.- № 12.- P.1595-1607.

64. Borelli, N.F. Quantum confinement of PbS microcrystals in glass/ N.F. Borelli, D.W. Smith // J. Non. Crystalline Solids.- 1994.- V.180. - P.25-31.

65. Clark, A. Luminescence and non-linear optical properties of erbium-tetraphenylporphyrin complexes incorporated within a silica matrix by a sol-gel process/ A. Clark , V. Terpugov, F. Medrano, M. Cervantes, D. Soto. // J. Optical Materials.-1999.-V. 13.- P. 355-360.

66. Kolobkova, E.V. Optical Glass-Ceramics Based on Fluorine-Containing Silicate Glasses Doped with Rare-Earth Ions / E. V. Kolobkova, V. G. Melekhin and A. N. Penigin // Glass Physics and Chemistry.- 2007. - V. 33.- № 1.- P. 8-13.

67. Kolobkova, E.V. Specific Features of the formation of oxyfluoride glass-ceramics of the Si02-PbF2-CdF2-ZnF2-Al203-Er(Eu,Yb)F3 system/ E.V. Kolobkova, N.O. Tagil'tseva, P.A. Lesnikov// Glass Physics and chemistry. 2010.- V.36.-N3.- P. 317-324.

68. Aseev, V.A. Lead oxifluoride lanthanides in glass-like matrix/ V.A. Aseev, V.V. Golubkov, E.V. Kolobkova, N.V. Nikonorov // Glass Physics and chemistry. 2012.-V.38.-N1.-P. 11-18.

69. Mortier, M. New progresses in transparent rare-earth doped glass-ceramics/ M. Mortier, A. Monteville, G. Patriarche, G. Maze, F. Auzel // Opt. Mater. - 2001. -V. 16. №1-2.-P. 255.

70.Wang , X. J. Spectroscopy of different sites in Pr3+ -doped oxyfluoride glass ceramics/ XJ. Wang, H.R. Zheng, D. Ji, S.H. Huang, R.S. Meitzer, M.J. Dejneka,W.M. Yen //Microelectronics Journal. - 2003. -V. 34. - P. 549-551.

71. Hopper, R.W. Stochastic theory of scattering from idealized spinodal structures: II. Scattering in general and for the basic late stage model / R.W. Hopper / /J. Non-Cryst. Solids .- 1985.- V.70.- №1 - P.l 11-117.

72. Yanes,A.C. Luminescence and structural characterization of transparent nanostructured Eu -doped LaF3-Si02 glass-ceramics preparedby sol-gel method./ A.C. Yanes, J. Del-Castillo, J. Mendez-Ramos, V.D. Rodriguez, M.E. Torres, J. Arbiol // Optical materials.-2006.-V.28.- P. 999-1003.

73. Sudhakar, B. Optical Analysis of Er :Boro-Fluoro-Phosphate Glasses / B. Sudhakar , P. Naresh Babu , K. Annapurna / Spectroscopy Letters: An International Journal for Rapid Communication.- 2008.-V.41.- P.376-384

74. Chen, D. Microstructure and luminescence of transparent glass ceramic containing Er :BaF2 nano-crystals / D. Chen, Y.Wang, Y.Yu, E. Ma, L. Zhou//Journal of Solid State Chemistry,-2006.-V. 179.- P.532-537.

75. Schweizer, S. Radiation damage in rare-earth and bromine-doped fluorozirconate glass ceramics as basis for novel X-ray storage phosphors / S. Schweizer, S. Assman, A. Edgar, J.-M. Spaeth // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B.-2000.-V.166-167.- P. 508-510.

76. Seznec, V. Preparation and luminescence of new Nd3+ doped chloro-sulphide glass-ceramics/ V.Seznec, H. Ma, X. H. Zhang, V. Nazabal, J.Adam, X.S. Qiao, X.P. Fan// Optical materials.- 2005.-V. 29.- P. 371-376.

77. Бурдаев, П.А. Особенности формирования активированных нанокристаллов в стеклах системы (0,85-14x-y)(MgCaBaSrAl2Fi4) -0,05 Ва(Р03)2 - xPbF2 -yErF3 / П.А. Бурдаев, Е.В. Колобкова// Известия СПГТИ(ТУ).-2011. -№10 (36).- С.77-80.

78. New fluorine phosphate glasses ceramics with fluorine rare earth containing nanocrystals/ V.A. Aseev, P.A. Burdaev, E.V. Kolobkova, N.V. Nikonorov //10th International Symposium on Crystallization in Glasses and Liquids Goslar, Germany. -2012.-P. 81.

79. Aseev, V. A. Fluorophosphate nanostructured glass ceramics activated by erbium ions./ V. A. Aseev, P. A. Burdaev, E. V. Kolobkova, N. V. Nikonorov// Glass Physics and Chemistry. -V. 39. -№2. -P.174-181.

80. Фтофосфатные наноструктурированные стеклокерамики, активированные ионами эрбия. /П.А. Бурдаев, Е.В. Колобкова// Тезисы докладов. Сборник тезисов научно-технической конференции молодых ученых "Неделя науки-2012".- СПб.-2012.-С.54.

81.Kreibig, U. Optical properties of metal clusters/ U. Kreibig, M. Vollmer // Springer, Berlin, Heidelberg, New-York. 1995.-V.25.-P.326.

82. Klingshirn, E. C. Optical properties of semiconductor nanostructures./ E. C. Klingshirn // -Springer-Verlag. 2004.- P.490.

83. Moskovits, M. Surface-enhanced spectroscopy/ M.Moskovits //Rev.Mod.Phys.-1985.- V. 57. - P.783-826.

84. Kalele, S. Nanoshell particles: synthesis, properties and applications / S.Kalele, S.W.Gosavi, J.Urban, S.K.Kulkarni // Current Sci.-2006. -V.91.- P.1038-1052.

85. Stookey, S.D. Full-color photosensitive glass / S.D. Stookey, G.H. Beall, J.S. Pierson // J. Appl. Phys.-1978. - V. 49.- № 10.- P. 5114.

86. Бережной, А.И. Ситаллы и фотоситаллы./ А.И. Бережной; Машиностроение. М., 1966.- 348 С.

87. Glebova L., Lumeau J., Klimov M., Zanotto E.,Glebov L.B. // Non Crystalline Solids. -2008. - V. 354. - P. 456-461.

88. Dotsenko A.V., Glebov L.B., Tsekhomsky V.A. Physicsand Chemistry of Photochromic Glasses, 1998, P. 190.

89. Спектрально-люминесцентные исследования фторфосфатных стекол, активированных EuF3 и AgBr/ П.А. Бурдаев, Е.В. Колобкова // Тезисы докладов. Седьмая международная конференция молодых ученых "Оптика -2011".-СПб.- 2011.- С.149.

90. Aseev, V. A. Fluorophosphate glasses activated by rare-earth ions and AgBr/ V. A. Aseev, P. A. Burdaev, E. V. Kolobkova, N. V. Nikonorov// Glass Physics and Chemistry. -2012. -V.38. -№.4. -P. 366-372.

91. Никоноров , H. В. Влияние диэлектрической оболочки на спектральное положение плазмонного резонанса наноочастицы серебра в фотохромном стекле /Н. В. Никоноров, А. И. Сидоров, В. А. Цехомский, К. Е. Лазарева // Оптика и спектроскопия.- 2009.- Т. 107.- № 5, С. 745-747.

92. Наноструктурированные стеклокерамики на основе фторфосфатных етекол,

Л I ^ | Л I Л i ^ ] ^ |

активированных ионами РЗИ (Ег , Но , Dy ,Yb ,Tb , Eu )/ В.А. Асеев, П.А. Бурдаев, Е.В. Колобкова, Н.В. Никоноров, Р.К. Нурыев //Тезисы докладов. Труды конференции Прикладная оптика.-СПб. -2012. -С. 325-329.

93. Получение стеклокерамик на основе фторофосфатных стекол, активированных ионами РЗЭ(Ег3+, Но3+, Dy3+, Yb3+, Tb3+, Eu3+) /П.А. Бурдаев, Е.В. Колобкова// МАТЕРИАЛЫ научно-практической конференции, посвященной 184-й годовщине образования Санкт-

петербургского государственного технологического института (технического университета). СПб. -2012. -С.203

ПРИЛОЖЕНИЕ А. Таблица составов синтезированных стекол

№ Состав, № Состав, № Состав,

Состава мол. % Состава мол. % Состава мол. %

1 Ва(Р03)2=5 6 Ва(Р03)2=5 11 Ва(Р03)2=5

ВаР2= 15 ВаР2 = 10 ВаР2= 10

А1Рз = 35 А1Рз = 35 А1Рз = 35

УР3 = 5 УР3 = 7,5 УР3 = 9,5

1^2= 10 МёР2=12,5 МёР2= 12,5

СаРг= 15 СаР2=12,5 СаР2= 12,5

8^2= 15 8гР2 = 12,5 8ГР2= 12,5

ЕгР3 = 5 ЕгР3 = 0

УЬР3 = 3

2 Ва(Р03)2=5 7 Ва(Р03)2=5 12 Ва(РОз)2 = 5

ВаР2= Ю ВаР2= 10 ВаР2=10

АШз = 35 А1Рз= 35 А1Рз = 35

УРз = 11,5 УР3 = 4,5 УР3 = 7,5

МёР2= 12,5 М8Р2= 12,5 МёР2= 12,5

СаР2= 12,5 СаР2= 12,5 Сар2= 12,5

8гР2 = 12,5 8гРг= 12,5 8гРг= 12,5

ЕгРз = 1 ЕгРз = 8 ШР3=5

3 Ва(Р03)2 = 5 8 Ва(РОз)2 = 5 13 Ва(Р03)2=5

ВаР2= Ю ВаР2= Ю ВаР2=10

А1Рз= 35 А1Рз = 35 А1Рз= 35

^3=10,5 УР3 = 0 УР3=10,5

N^2 = 12,5 МёР2=12,5 N№=12,5

СаР2 = 12,5 Са?2= 12,5 СаР2=12,5

8гР2 = 12,5 8гРг= 12,5 8^=12,5

ЕгРз = 2 ЕгРз = 12,5 ШР3=2

4 Ва(Р03)2=5 9 Ва(Р03)2=5 14 Ва(Р03)2=5

ВаР2=Ю ВаР2=Ю ВаР2=10

А1Р3=35 А1Р3=35 А1Р3=35

УР3=9,5 УР3=6,5 УТз=12,48

N№=12,5 N№=12,5 N№=12,5

СаР2=12,5 СаР2=12,5 СаР2=12,5

8гР2=12,5 8ГР2=12,5 8^2=12,5

ЕгР3=3 ЕгР3=1 ЕиРз=0,02

УЬР3=5

5 Ва(Р03)2=5 10 Ва(Р03)2=5 15 Ва(Р03)2=5

ВаР2=10 ВаР2=Ю ВаР2=10

А1Р3=35 АЩ=35 А1Р3=35

УР3=8,5 УР3=5,5 УР3=12,4

М£р2-12,5 МёР2=12,5 Мёр2=12,5

СаР2=12,5 СаРг=12,5 СаР2=12,5

8^2=12,5 8ГР2=12,5 8гР2=12,5

ЕгР3=4 ЕгР3=2 ЕиР3=0Д

УЪР3=5

№ Состав, № Состав, № Состав,

Состава мол. % Состава мол. % Состава мол. %

16 Ва(Р03)2=5 21 Ва(Р03)2=5 26 Ва(Р03)2=5

ВаР2=10 ВаР2=10 ВаР2=5

А1Р3=35 А1Р3=35 А1Р3=35

УР3=11,5 УР3=7,5 УРз=7,5

N№=12,5 N№=12,5 N№=12,5

СаР2=12,5 СаР2=12,5 СаР2=12,5

8гР2=12,5 8гР2=12,5 8ГР2=12,5

ЕиРз=1 НоРз=5 ЕГР3=5

ТЮ2=0,01 гр. РЬР2=5

17 Ва(Р03)2=5 22 Ва(Р03)2=5 27 Ва(Р03)2=5

ВаР2=10 ВаР2=10 ВаР2=5

А1Р3=35 А1Р3=35 А1Р3=35

УР3=11,5 У¥3=7,5 ¥Р3=0

МёР2=12,5 N№=12,5 N№=12,5

СаР2=12,5 СаР2=12,5 СаР2=12,5

8гР2=12,5 8гР2=12,5 8гР2=12,5

ЕиРз=1 НоРз=5 ЕгРз=12,5

8Ю2=0,01 гр. РЬР2=5

18 Ва(РОз)2=5 23 Ва(Р<Э3)2=5 28 Ва(Р03)2 = 5

ВаР2=10 ВаР2=0 ВаР2 = 0

А1Р3=35 А1Р3=35 А1Р3= 35

УР3=12,4 ¥Р3=7,5 УРз= 10,5

N№=12,5 N№=12,5 МёР2 = 12,5

СаР2=12,5 СаР2=12,5 СаР2= 12,5

БгР2=12,5 8ГР2=12,5 8ГР2= 12,5

СгР3=0,1 НОР3=5 НоРз = 2,5

РЪР2=10 РЬР2= 10

19 Ва(Р03)2=5 24 Ва(Р03)2=5 29 Ва(РОз)2 = 5

ВаР2=10 ВаР2=5 ВаР2 = 0

А1Р3=35 А1Р3=35 АШз = 35

УР3=11,5 УР3=7,5 УР3 = 7,5

N1^2=12,5 N№=12,5 М8Р2= 12,5

СаР2=12,5 СаР2=12,5 СаР2= 12,5

8гР2=12,5 8гР2=12,5 8ГР2= 12,5

СгР3=1 НоР3=5 НоР3 = 5

РЬР2=5 РЬР2 = 10

20 Ва(РОэ)2=5 25 Ва(Р03)2=5 30 Ва(РОз)2 = 5

ВаР2=10 ВаР2=5 ВаР2 = 5

А1Р3=35 А1Р3=35 А1Рз = 35

УР3=7,5 УРз=10,5 УР3 = 4,8

N№=12,5 N№=12,5 М§Р2= 10

СаР2=12,5 СаР2=12,5 СаР2= 15

8гР2=12,5 8гР2=12,5 8ГР2= 15

НОР3=5 ЕгР3=2 Еи20з = 0,2

АеВг=0,01 гр. РЬР2=5 РЬР2=Ю

№ Состав, № Состав, № Состав,

Состава мол. % Состава мол. % Состава мол. %

31 Ва(Р03)2=5 36 Ва(Р03)2=5 41 Ва(Р03)2=5

ВаР2=5 ВаР2=0 ВаР2= 10

А1Рз= 35 А1Рз = 35 А1Рз= 35

УР3 = 3 УР3 = 0 УРз= 3

N^2= 10 М§Р2= 10 ю

СаР2 = 15 СаР2= 18,5 СаРг= 18,5

8гР2 = 15 8ГР2= 18,5 8ГР2= 18,5

Еи20з= 2 Еи203 = 5 ЕиР3 = 2

РЬР2 = 10 РЬР2=10

32 Ва(Р03)2=5 37 Ва(РОз)2 = 5 42 Ва(Р03)2=5

ВаР2 = 5 ВаР2= 10 ВаР2= 10

А1Рз= 35 А1Рз= 35 А1Рз= 35

УР3=0 УР3=0 УТ3 = 3

М§р2 = 10 МёР2= 10 N1^2 = 10

СаР2= 15 СаРг = 18,5 СаР2= 18,5

8ГР2=15 8гРг = 18,5 8гРг = 18,5

Еи203 = 5 Еи203=5 ЕиР3 = 2

РЬР2=Ю АяВг = 0,01 гр.

33 Ва(Р03)2=5 38 Ва(Р03)2=5 43 Ва(Р03)2=5

ВаР2=5 ВаР2=Ю ВаР2=Ю

АШз = 35 А1Рз = 35 А1Рз = 35

УР3=0 УРз = 5,5 УРз = 3

N1^2 = 10 М8Р2= 12,5 МёР2= 10

СаР2= 15 СаР2= 12,5 СаР2= 18,5

8гР2 = 15 8^2= 12,5 8гР2= 18,5

РЬР2=10 ЕиРз = 2 ЕиРз= 2

СеРз = 5 СеР3 = 5 РЬР2= 10

А§Вг = 0,01 гр.

34 Ва(РОз)2 = 5 39 Ва(Р03)2=5 44 Ва(РОз)2 = 5

ВаР2=5 ВаР2= 10 ВаР2= 10

АШз =35 А1Рз = 35 А1Рз= 35

УР3 = 0 УРз = 4,5 УРз =7,5

= 10 М8Р2= 12,5 МёР2= 12,5

СаР2= 15 СаР2= 12,5 СаР2= 12,5

8^2= 15 8г?2= 12,5 8гР2= 12,5

ЕиРз = 5 ЕиРз= 3 СеР3 =5

РЬР2=10 СеР3 = 5 АяВг = 0,01 гр.

35 Ва(Р03)2=5 40 Ва(Р03)2=5 45 Ва(РОз)2 = 5

ВаР2= 10 ВаР2= 10 ВаР2= 10

АШз= 35 А1Рз = 35 А1Рз = 35

УРз =7,5 УРз = 2,5 УРз =10,3

МёР2 = 12,5 МёР2= 12,5 N№=12,5

Сар2= 12,5 СаРг= 12,5 Са?2= 12,5

8^2= 12,5 8гРг= 12,5 8ГР2=12,5

СеРз = 5 ЕиР3 = 5 ЕгРз =0,2

СеР3 = 5 УЪР3 = 2

№ Состав, № Состав, № Состав,

Состава мол. % Состава мол. % Состава мол. %

46 Ва(Р03)2=5 51 Ва(Р03)2=5 56 Ва(Р03)2=5

ВаР2=Ю ВаР2 = 8 ВаР2=0

АШз = 35 А1Рз = 35 А1Рз = 35

УР3=7 1^2= 10 УТз = 5

МёР2=12,5 СаР2= 18,5 МёР2 = 10

СаР2= 12,5 8ГР2= 18,5 СаР2= 18,5

8ГР2= 12,5 ЕгР3 =0,5 8ГР2=18,5

ЕгРз =0,5 УЬРз = 5 ЕиРз =0,2

УЪР3=5 МпР2 = 2 МпР2= 10

47 Ва(РОз)2 = 5 52 Ва(Р03)2=5 57 Ва(Р03)2=5

ВаР2= 10 сар2=ю ВаР2=0

АШз = 35 А1Рз= 35 А1Рз = 35

УРз = 3,7 УР3 = 0 УРз = 5

МёР2=12,5 МёР2=10 MgF2= 10

СаР2= 12,5 СаР2= 18,5 СаРг = 18,5

8ГР2= 12,5 8ГР2= 18,5 8ГР2= 18,5

ЕгР3 =0,8 ЕгРз =2 ЕиР3 =0,2

УЬР3 = 8 УЬР3 = 3 МпР2= 15

48 Ва(РОз)2 = 5 53 Ва(РОз)г = 5 58 Ва(РОз)г = 5

ВаР2= 10 СсШ2=5 ВаР2=5

А1Рз= 35 ВаР2=5 А1Рз =35

УТз = 0,4 А1Рз = 35 УР3 = 0

М£Р2= 12,5 М§Р2= 10 МцР2= Ю

СаР2= 12,5 СаРг = 18,5 СаР2= 18,5

8гР2= 12,5 8ГР2= 18,5 8гР2= 18,5

№=1,1 ЕгРз =2 ЕгР3 =12,5

УЬРз = 11 УЬРз = 3 РЬР2 = 5

49 Ва(РОз)2 = 5 54 Ва(Р03)2=5 59 Ва(РОз)2 = 5

РЬР2= 10 СёР2 = 2 ВаР2 = 5

А1Рз= 35 ВаР2=8 АШз = 35

УРз = 2,8 АП-з = 35 УР3 = 0

Мё¥2= 10 М8Р2= 10 МвР2= 10

СаР2= 18,5 Са?2= 18,5 СаР2= 18,5

8ГР2= 18,5 8ГР2= 18,5 8гР2= 18,5

ЕгРз =0,2 ЕгРз =2 ЕгР3 =12,5

УЬР3 = 2 УЬРз = 3 РЬР2=5

50 Ва(РОз)2= 5 55 Ва(Р03)2=5 60 Ва(Р03)2=5

РЬР2= 10 ВаР2 = 5 ВаР2=5

АШз = 34,5 А1Р3 = 35 А1Р3=35

УР3 = 0 УРз =5 УРз=0

М%¥2= 10 М§Р2= 10 N№=12,5

СаР2= 18,5 СаР2= 18,5 СаР2=12,5

8ГР2= 18,5 8ГР2= 18,5 8ГР2=12,5

ЕгР3 =0,5 ЕиРз =0,2 ЕгР3=12,5

УЬР3=5 МпР2= 5 РЬР2=5

ЪхОг = 1

№ Состав, № Состав, № Состав,

Состава мол. % Состава мол. % Состава мол. %

61 Ва(Р03)2=5 66 Ва(РОз)2=5 71 Ва(Р03)2=5

ВаР2=5 ВаР2=10 ВаР2=6,5

АШ3=35 сар2 = 0 сар2 = з,5

N№=12,5 А1Р3=35 А1Р3= 35

СаР2=12,5 УР3=4,5 УТз= 0

8гР2=12,5 N№=10 N№=10

ЕгР3=12,5 СаР2=18,5 СаР2=18,5

РЬР2=5 8ГР2=18,5 8гР2=18,5

2г02 = 0,8 В1203=0,5 УЪР3=5

62 Ва(Р03)2=5 67 Ва(Р03)2=5 72 Ва(Р03)2=5

ВаР2=10 ВаР2=6 ВаР2=6,5

А1Р3=35 сар2=4 Сар2 = 3,5

УР3=5,5 А№3=35 А1Р3= 32

М§Р2=12,5 УРз=4,5 УР3=0

СаР2=12,5 N№=10 N№=10

БгР2=12,5 СаР2=18,5 СаР2=18,5

ЕгР3=2 8ГР2=18,5 8ГР2=18,5

УЬР3=5 ЕгР3=0,5 УЬР3=8

1Ю2 = 0,9

63 Ва(Р03)2=5 68 Ва(Р03)2=5 73 Ва(Р03)2=5

ВаР2=10 ВаР2=6,5 ВаР2=6,5

А1Р3=35 Сй¥2 = 3,5 Ссш2 = з,5

УР3=5,5 А1Р3=35 А1Р3= 30

N№=12,5 УРз=4 УРз= 0

СаР2=12,5 N№=10 N№=10

8гР2=12,5 СаР2=18,5 СаР2=18,5

ЕгРз=2 8гР2=18,5 8гР2=18,5

УЬР3=5 ЕгРз=1 УЪРз=10

гю2 = 1

64 Ва(Р03)2=5 69 Ва(Р03)2=5 74 Ва(Р03)2=5

ВаР2=10 ВаР2=6,5 ВаР2=6,5

А1Р3=35 Сс1Р2 = 3,5 С<1Р2 = 3,5

УР3=5,5 А1Р3=35 А1Р3= 25

N№=12,5 УР3=4 УР3=0

СаР2=12,5 N№=10 N№=10

8гР2=12,5 СаР2=18,5 СаР2=18,5

ЕгР3=2 8гР2=18,5 8гР2=18,5

УЪР3=5 УЪР3=1 УЬР3=15

2г02= 1,2

65 Ва(Р03)2=5 70 Ва(Р03)2=5 75 Ва(Р03)2=5

ВаР2=6,5 ВаР2=6,5 РЬР2= 10

СаР2 = 3,5 Сар2 = 3,5 А№3= 25

А1Р3=35 А1Р3= 35 УРз= 0

УР3=4,5 УРз= 3 N№=10

N№=10 N№=10 СаР2=18,5

СаР2=18,5 СаР2=18,5 8гР2=18,5

8гР2=18,5 8гР2=18,5 ЕгР3=1

ЕгР3=0,5 УЪРз=2 ЬаР3=14

№ Состав, № Состав, № Состав,

Состава мол. % Состава мол. % Состава мол. %

76 Ва(Р03)2=5 81 Ва(Р03)2=5 86 Ва(Р03)2=5

РЬР2= 10 ВаР2= 10 РЬР2= 10

АШ3= 25 А1Р3= 27 А1Р3= 25

УР3=0 УР3=0 УР3=0

N№=10 N№=10 N№=10

СаР2=18,5 СаР2=18,5 СаР2=18,5

8гР2=18,5 8ГР2=18,5 8гР2=18,5

ЕгР3=1 Еи203=3 ТЪ20з=15

УЪР3=14 УЬР3=Ю

77 Ва(Р03)2=5 82 Ва(Р03)2=5 87 Ва(Р03)2=5

РЬР2= 10 ВаР2= 10 ВаР2= 10

А№3= 35 А1Р3= 29,5 А1Р3= 35

УР3=0 N№=10 УР3=0

N№=10 СаР2=18,5 N№=10

СаР2=18,5 8гР2=18,5 СаР2=18,5

8ГР2=18,5 Еи203=0,5 8гР2=18,5

ЕгР3=5 УР3=10 ТЪ20з=5

78 Ва(Р03)2=5 83 Ва(Р03)2=5 88 Ва(РОз)2=5

РЬР2= 10 ВаР2= 10 ВаР2= 10

А1Р3= 30 АШз= 27 А1Р3= 30

УР3=0 N№=10 УР3=0

М^Р2=10 СаР2=18,5 N№=10

СаР2=18,5 8гР2=18,5 СаР2=18,5

8гР2=18,5 Еи20з=3 8гР2=18,5

ЕгР3=1 УР3=10 ТЬ203=10

УЪР3=9

79 Ва(Р03)2=5 84 Ва(Р03)2=5 89 Ва(Р03)2=5

ВаР2= 10 РЬР2= 10 ВаР2= 10

АШз= 25 А1Р3= 35 А1Р3= 30

УР3=0 УР3=0 УР3=8

N№=10 N№=10 МдР2=10

СаР2=18,5 СаР2=18,5 СаР2=18,5

8ГР2=18,5 8гР2=18,5 8гР2=18,5

ЕГР3=15 ТЬ203=3 ТЬР3=2

80 Ва(Р03)2=5 85 Ва(Р03)2=5 90 Ва(Р03)2=5

ВаР2= 10 РЬР2= 10 ВаР2= 10

АШз= 29,5 АШ3= 30 А1Р3= 35

УР3=0 УР3=0 УР3=0

N№=10 N№=10 N№=10

СаР2=18,5 СаР2=18,5 СаР2=18,5

8ГР2=18,5 8гР2=18,5 8ГР2=18,5

Еи203= 0,5 ТЪ203=Ю ТЬР3=5

УЬР3=Ю

№ Состав, № Состав, № Состав,

Состава мол. % Состава мол. % Состава мол. %

91 Ва(Р03)2=5 96 Ва(Р03)2=5 101 Ва(Р03)2=5