Сотрудники Института общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН, Института общей физики им. А.М. Прохорова РАН и Физического института им. П.Н. Лебедева РАН опубликовали обзор, посвящённый исследованиям оптических и спектральных свойств фторцирконатных стёкол, сообщили в Минобрнауки России.

Продемонстрировано, что активированные катионами марганца или редкоземельных металлов (церий, неодим, европий, эрбий и тулий) фторцирконатные стёкла обладают широким диапазоном пропускания и являются перспективным материалом для создания источников излучения в спектральной области от ближнего ультрафиолета до среднего инфракрасного диапазона. Модификация стёкол различными анионами или катионами, растворимыми в расплаве, позволяет изменять их свойства непосредственно при синтезе. В обзоре проанализировано современное состояние областей применения этих стёкол в инфракрасной оптике, сцинтилляционной технике, медицинской диагностике, фотовольтаике и светодиодных источниках тёплого белого света. Работа опубликована в журнале Optical.

Перспективные области практического применения фторцирконатных и модифицированных фторцирконатных стёкол

Одним из основных преимуществ фторидных стёкол по сравнению со стёклами других классов, например, оксидными, является широкая вариабельность составов, что позволяет вводить в их состав различные переходные и редкоземельные катионы. С момента получения первых примеров фторцирконатных систем начался интенсивный поиск новых стеклообразующих составов во фторидных системах. Теоретические расчёты показывали, что затухание оптического сигнала в них должно быть на два порядка ниже, чем в популярных кварцевых стёклах. Появилась надежда получить новый материал для дальних волоконно-оптических линий связи. До сих пор не удалось создать такие линии на основе фторидных стёкол, но они нашли применение в других оптических приборах, работающих в диапазоне от ультрафиолета до инфракрасной области.

В обзорной работе коллектива авторов представлен обобщающий анализ свойств фторцирконатных стёкол. Исследование прокомментировала заведующая лабораторией высокочистых веществ ИОНХ РАН доктор химических наук Мария Николаевна Бреховских: «Современные материаловедческие исследования в области фторидных стёкол направлены на поиск новых модифицированных составов этих стёкол с высокой оптической однородностью с целью создания эффективных активных оптических сред в широком спектральном диапазоне. Модифицируя состав стёкол, можно управлять термическими, оптическими и спектроскопическими свойствами для различных приложений. В обзоре представлены сведения о стеклообразовании в модифицированной „тяжёлыми“ катионами и анионами фторцирконатной системе ZBLAN (ZrF₄–BaF₂–LaF₃–AlF₃–NaF), их физико-химических и оптических свойствах, а также областях применения. Обсуждаются перспективные направления практического применения таких материалов, легированных переходными и редкоземельными катионами, в оптоэлектронике и фотонике».

В обзоре проведён анализ более 70 публикаций в российских и зарубежных журналах — таких, как Optical Materials, Journal of Non-Crystalline Solids, Mendeleev Communications, The Journal of Alloys and Compounds и других.

Работа выполнена при поддержке Министерства науки и высшего образования РФ в рамках государственного задания.

Источник: пресс-служба Минобрнауки России.

Новости Российской академии наук в Telegram →