Физико-химические и спектрально-люминесцентные свойства калийалюмосиликофосфатного стекла, активированного 3d-элементами (Ti (III) , Cu (II) ) и РЗЭ (Pr (III) , Nd (III) , Sm (III) , Eu (III) )
Диссертация
Объяснить созданием такого ближайшего окружения иона, которое позволяет снизить потери энергии в ходе безызлучательных процессов, 8. Впервые исследовано взаимодействие в парах Ей т-ТТ (1) и Еиот-Си2+ (2), которое выражается в тушении люминесценции ионов Еи3+ в присутствии За-ионов по дилоль-дипольному механизму. Определены основные характеристики безызлучательного переноса энергии в этих парах… Читать ещё >
Содержание
- ГЛАВА 1. Обзор литературы
- 1. 1. Неорганические лазерные стекла
- 1. 2. Спектральные свойства Зс1-ионов в различных системах
- 1. 3. Основные положения теории кристаллического поля (ТКП)
- 1. 4. Спектральные свойства РЗ- ионов в различных системах
- 1. 5. Безызлучательный перенос энергии электронного возбуждения в лазерных стеклах
- ГЛАВА 2. Экспериментальная часть
- 2. 1. Исходные вещества
- 2. 2. Синтез калийалюмосиликофосфатных стекол (КАСФС), активированных 36- и РЗ- элементами
- 2. 3. Методы исследования
- 2. 4. Методы расчетов
- ГЛАВА 3. Результаты и их обсуждение
- 3. 1. Плотность, показатель преломления и гидролитический класс приготовленных стекол
- 3. 2. Спектральные свойства ионов Зс1-элементов в КАСФС
- 3. 2. 1. Спектральные свойства ионов «П3+ в КАСФС
- 3. 2. 2. Спектральные свойства ионов Си2+ в КАСФС
- 3. 3. Спектральные свойства КАСФС, активированных ионами РЗ- элементов
- 3. 3. 1. Спектральные свойства КАСФС, активированного ионами Рг3+
- 3. 3. 2. Спектральные свойства КАСФС, активированного ионами Ш3+
- 3. 3. 3. Спектральные свойства КАСФС, активированного ионами вт3+
- 3. 3. 4. Спектральные свойства КАСФС, активированного ионами Еи3+
- 3. 4. Исследование явления переноса энергии электронного возбуждения в паре Еи3±Зс1-ион в КАСФС
- 3. 4. 1. Перенос энергии электронного возбуждения в паре Еи3±«П3+ в КАСФС
- 3. 4. 2. Перенос энергии электронного возбуждения в паре Еи3±Си2+ в КАСФС
Список литературы
- Javan A., Bennett W.R., Jr., Herriott D.R. Population Inversion and Continious Optical Maser Oscillation in a Gas Discharae Containina a He-Ne Mixture. // Phys. Rev. Letters. 1381. Vol. 6. № 3. P. 106−110.
- Patel C.K.N, Faust W.L., McFarlane R.A. Laser Action on Rotational Transitions of the Eu± Eg+ Vibrational Band of CO2. // Bull. Of The American Phys. Soc. 1964. Series II. Vol. 9. № 4. P 500.
- Аникеев Ю.Г., Жаботинский M.E., Кравченко В. Б. Лазеры на неорганических жидкостях, М., Наука. 1986. 248 стр.
- Heller A. Laser Action in Liquids. // Physics today. 1967. Vol. 20. November. P.35−41.
- Носкова Л.Г., Белькова Н. Л., Свинаренко В. А., Батяев И. М. Жидкостные люминофоры на основе SOCI2. // Изв. АН СССР. Сер, Неорг. материалы. 1978. Т.14. № 7. С, 1329−1332.
- Мочалов И.В., Бондарева Н. П., Бондарев А. С., Маркосов СА Спектрально- люминесцентные и генерационные свойства ионов Nd3* в системах на основе неорганических жидких сред GaC!3 -SOCI2 и AIC!3-SOCI2. // Квант, эл-ка. 1982. В. 9. № 5. С, 1024−1028.
- Носкова Л. Г. Януш О.В., Батяев И. М. Неорганический люминофор на основе хлористого тионила.//Ж. прикл. химии. 1980. Т.53. № 1. С.35−39.
- Батяев И. М, Кабацкий Ю. А., Мохова Е. А., Свиридов В. В. Люминесцентные и генерационные свойства неорганической лазерной жидкости SOCIrGaCis-Nd0"'". // Ж, прикл. спектроскопии. 1989. В. 50, № 4. С.609−613.
- Бондарев А.С., Бученков В. А., Волынкин В. М., Мак АА. Погодеев А. К., Пржевусский А. К., Сидоренко Ю. К., Соме Л. И., Степанов А. И. Новая малотоксичная неорганическая жидкая среда, активированная Nd3+, для лазеров. // Квант, эл-ка. 1976. Т. 3. № 2. С.381−385.
- Справочник по лазерам. В 2-х томах. / Под ред. А. М. Прохорова. М.: Советское радио, 1978. Т. 1. 504 с.
- Справочник по лазерам. В 2-х томах. / Под ред. А. М. Прохорова. М.: Советское радио, 1978. Т. 2. 400 с.
- Каминский A.A. Лазерные кристаллы. М.: Наука. 1975. 256 с.
- Каминский A.A., Багаев С. Н., Ли Л., Кузнецов Ф. А., Павлюк A.A. Новые кристаллические лазеры одномикронного диапазона длин волн.// Квантовая электроника. 1996. Т.23. № 1. С. 3−4.
- Murray К. Reed, McChael К. Steiner Shepard. Tunable infrared generation using a femtosecond 250 kHz Ti: sapphire regenerative amplifer.// IEEE QE. 1996. V.32. № 8. P. 1273−1277.
- Shaw L.B., Bowmon S.R., Feldman B.J., Ganem J. Radiative and multiphonon relaxation of the mid-IR transitions of Pr3+ in LaCI3. // IEEE QE. 1996. V.32. № 12. P. 2166−2172.
- Калашников М.П., Зоммер Г., Никпес П., Зандер В. Многопроходный усилитель для терраватных лазерных систем на сапфире с титаном. // Квантовая электроника. 1997 Т.24. № 5. С. 415−423.
- Дианов Е.М., Буфетов И. А., Карнов В. И., Греков М. В., Прохоров A.M. Непрерывный лазер на Cr4+:Mg2Si04 с накачкой излучением неодимового волоконного лазера. // Квантовая электроника. 1997. Т.24. № 9. С. 771−773.
- Hoffstadt А. Design and performances of a high-average-power flashlamp-pumped Ti-sapphire laser and amplifer. // IEEE QE. 1997. V.33. № 10. P. 1850−1863.
- Каминский А.А., Буташин А. В., Багапь С. Н., Эйхлер Г., Финдайзен Ю., Таубер У., Лиу Б. Непрерывная трехмикронная генерация на новомлазерном кристалле BaLu2F8: Er3+ с полупроводниковой лазерной накачкой. // Квантовая электроника. 1998. Т. 25. № 2. С. 99−101.
- Brown D.C. High peak — power Nd: glass laser system. Berlin: Springer-Verlag, 1981. 278 p.
- Галаган Б.И., Дейкер Б. Н. Дмитрук Л.Н., Моцартов В. В., Осико В. В., Сверчков Е. Е. Стекла для празеодимовых лазерных усилителей, сенсибилизированные Nd и Yb. // Квантовая электроника. 1996. Т.23. № 2. С. 103−108.
- Сверчков Е.Е. Сенсибилизированное эрбием стекло для празеодимовых лазерных волоконных усилителей на длине волны 1,3мкм. // Квантовая электроника. 1996. Т. 23. № 2. С. 109−111.
- Yuxing Zhao, Simon Fleming. Theory of Pr3±doped fluoride fiber upconversion lasers. // IEEE QE. 1997. V. 33. № 6. P. 905−915.
- Карлов H. В .Лекции по квантовой электронике. М.: Наука.1988. 336с.
- Звелто О. Принципы лазеров. М.: Мир. 1990. 560 с.
- Крылов К.И., Прокопенко В. Т., Тарлыков В. А. Основы лазерной техники. Л.: Машиностроение. 1990. 316 с.
- Maiman Т.Н. Stimulated Optical Radiation in Ruby. // Nature. 1960. Vol.187. № 4736. P. 493−494.
- Maiman Т.Н. Optical Maser Action in Ruby. // British Communications and Electronics. 1960. Vol. 7. № 9. P. 674−675.
- Kenyon P.T., Andrews L., McCollum В., Lempicki A. Tunable Infrared Solid-State Laser Materials Based on Cr3+ in Low Ligand Fields. // IEEE J. Quantum Electron. 1982. Vol. QE-18. № 8. P. 1189−1197.
- Роусон Г. Неорганические стеклообразные системы. M.: Мир. 1970. 312с.
- Аппен А.А. Химия стекла. Л.: Химия, 1971. 351с.
- Фельц А. Аморфные и стеклообразные неорганические твердые тела. М.: Мир. 1986. 556 с.
- Полухин В.H. Обзор стеклообразующих систем, используемых для синтеза оптических стекол различных типов. // Физика и химия стекла. 1980. Т. 6. № 6. С.641−650.
- Irumitani Т. Optical glass and laser glass. // J. Spectrosc. Soc. Jap. 1989. Vol.38. № 2. P.134−152.
- Осико B.B., Прохоров A.M., Щербаков И. А. Активные среды перестраиваемых лазеров. // Изв. АН СССР. Сер. физическая. 1980. Т.44. № 8. С.1698−1715.
- Алексеев Н.Е., Гапонцев В. П., Жаботинский М. Е., Кравченко В. Б., Рудницкий Ю. П. Лазерные фосфатные стекла. М.: «Наука», 1980. 352с.
- Мак A.A., Соме Л. Н., Фромзель В. А., Яшин В. Е. Лазеры на неодимовом стекле. М.: Наука. 1990. 288 с.
- Snitzer Е. Optical Maser Action of Nd+3 in a Barium Crown Glass. // Phys. Rev. Letters. 1961. Vol. 7. № 12. P. 444−446.
- Лунтер С.Г., Митькин B.M., Толстой M.H., Федоров Ю. К. Тенденции развития современных лазерных стекол. // Изв. АН СССР. Сер. физическая. 1988. Т. 52. № 2. С. 266−272.
- Рябов С.Г., Торопкин Г. Н., Усольцев И. Ф. Приборы квантовой электроники. М.: Советское радио. 1976. 310 с.
- Карапетян Г. О., Толстой М. Н., Феофилов П. П., Шаповалов В. Н. Энергетическое взаимодействие и стимулированное излучение ионов неодима и иттребия в силикатном стекле. // Ж. прикладной спектроскопии. 1967. Т. 7. № 2. С. 174−181.
- Урусовская Л.Н., Смирнова Е. В., Макаренко Н. М. Фторфосфатные стекла с фторидами редких щелочных элементов. // 7 Всесоюзнаяконференция по химии и технологии редких щелочных элементов. Тезисы докладов. Апатиты. 1988. С. 191.
- Lecoo A., Poulain М. Fluoride glasses in the ZrF4-BaF2-YF3-AIF3 quaternary system. // J. Non Cryst. Solids. 1980. Vol.41. № 2. P.209−217.
- Robinson M., Fuller K.C., Pastor R.C. On the origin of optical absorption in heavy metal fluoride glass. // J. Non-Cryst. Solids. 1989. Vol. 110. № 2−3. P.279−283.
- Poulain M. Halide glasses. // J. Non Crystalline Solids. 1983. Vol. 56. № 1−3. P. 1−14.
- Карапетян Г. О., Рейшахрит А. Л. Люминесцирующие стекла как материалы для оптических квантовых генераторов. // Изв. АН СССР. Сер. Неорг. материалы. 1967. Т.З. № 2. С. 217−259.
- Bausa L.E., Jague F., Garcia Sole J., Duran A. Photoluminescence of Ti3+ in P203-Na20-Al203 glass. // J. Mater. Sci. 1988. Vol.23. № 6. P.1921−1922.
- Goldstein A., Chiriac V. On some d1-ions spectra in. oxide glasses. // Prepr. Univ. Timisoara. Ser. Chem. 1984. № 5. P.10.
- Chassaing E., Basile F. f Lorthioir G. Study of Ti (III) solutions in various molten alkali chlorides. II Raman spectroscopy investigation. // J. Appl. Electrochem. 1981. Vol. 11. № 2. P.193−196.
- Gan F., Lin H. Spectroscopy of transition metal ions in inorganic glasses. //J. Non-Cryst. Solidi. 1980. Vol.80. № 1. P.20−33.
- Brauch U., Durr U. KZnF3: a tunable solid state NIR-laser. // Opt. Commun. 1984. Vol. 49. № 1. P.61−64.
- Caird J.A. Tunable solid-state lasers II: Proc OSA Top. Meet. Rippling River Resort, Zigrag, Ope, Berlin e.a. 4−6 june. 1986. P.20−34.
- Jorgensen C.K., Reisfeld R., Eyal M. Fluoride glasses as optimized material for lanthanide luminescence and energy storage in manganese (II). // J. Less-Common Metals. 1986. Vol. 126. № 1−2. P. 181−186.
- Faber A.J., Van Die A., Blasse G., Van Der Weg W.F. Luminescence of manganese of different valences in oxide glasses. // Phys, and Chem. Glasses. 1987. Vol. 28. № 4. P. 150−155.
- Волков С.В., Буряк Н. И. Спектры и электронные структуры ионов марганца (II) в хлоридных и роданидных расплавах и кристаллах. // Ж. неорганической химии. 1973. Т. 18. № 9. С.2382−2389.
- Clausen R., Petermann К. Mn2+ as potential solid state laser ion. // IEEE J. Quantum Electron. 1988. Vol. 24. № 6. P.1114−1117.
- Карапетян Г. О., Конопаткин Г. Н., Максимов Л. В., Фришман Е. Г. Влияние микропримесей на интенсивность люминесценции оптических стекол. //Ж. прикладной спектроскопии. 1990. Т. 53. № 5. С. 750−754.
- Ronda C.R., Siekman Н.Н., Haas С. Photoluminescence and absorption of MnCI2, MnBr2 and MnJ2. // Physica B+C. 1987. Vol. 144. № 3. P.331−340.
- Reisfeld R. Energy transfer between inorganic ions in glasses. // Energy Transfer Process Condens. Mater. Proc. NATO Adv. Study Inst. Erice, 1630 june, 1985. P.521−525.
- Данильчук H.B., Савостьянов В. А., Шаповалов B.H. Люминесценция Мп2+ и передача энергии между ионами марганца и иттребия в фосфатном стекле. // Оптика и спектроскопия. 1988. Т.65. № 4. С.913−917.
- Di Bartolo., Danko J., Pacheco D. Nonradiative energy transfer without lifetime quenching in doped Mn- based crystal. // Phys. Review. B. 1987. Vol. 35. № 12. P.6386−6394.
- Волков С.В., Яцемирский К. Б. Спектроскопия расплавленных солей. Киев: Наукова думка. 1977. 223 с.
- Батяев И.М., Кобежиков Ю. Г. Спектральные и люминесцентно-кинетические свойства диэлектрическиой стеклообразной системы AI2O3-P2O5, содержащей ионы трехвалентного титана. // Оптика и спектроскопия. 1998. Т. 85. № 1. С. 68−70.
- Свиридов Д.Т., Свиридов Р. К., Смирнов Ю. Ф. Оптические спектры ионов переходных металлов в кристаллах. М.: Наука, 1976, 276с.
- Ливер Э. Электронная спектроскопия неорганических соединений. В 2-х частях. М.: Мир, 1987. 4.1. 493 с.
- Ливер Э. Электронная спектроскопия неорганических соединений. М.: Мир, 1987. 4.2. 445 с. 161.
- Платонов А.H., Поваренных A.C., Таращан А. Н. Оптические спектры поглощения и окраска минералов меди. // Записки всесоюзного минералогического общества. 1973. Часть 102. Вып. 3. С. 254−271.
- Платонов А.Н. Природа окраски минералов. Киев: Наукова думка, 1979. 264 с.
- Берсукер И.Б. Электронное строение и свойства координационных соединений. Л.: Химия, 1976. 286 с.
- Свиридов Д.Т., Смирнов Ю. Ф. Теория оптических спектров ионов переходных металлов. М.: Наука, 1977. 328с.
- Вонсовский C.B., Черепанов В. И., Грум-Гржимайло C.B., Мень А. Н., Свиридов Д. Т. Теория кристаллического поля и оптические спектры примесных ионов с незаполненной d-оболочкой. М.: Наука. 1969. 180 с.
- Бальхаузен К. Введение в теорию поля лигандов. М.:Мир.1964.360с.
- Бахшиев Н.Г. Введение в молекулярную спектроскопию. Л.: ЛГУ. 1987. 216 с.
- Марфунин A.C. Введение в физику минералов.М.:Недра. 1974. 328с.
- Грей Г. Электроны и химическая связь. М.: Мир. 1967. 324 с.
- Баличева Т.Г., Лобанева О. А. Электронные и колебательные спектры неорганических и координационных соединений. Л.:ЛГУ. 1983. 117 с.
- Дей К., Селбин Д. Теоретическая неорганическая химия. М.: Химия. 1976. 568 с.
- Bethe H. Termoufstaltung in kristallen. // Ann. Physic. 1929. Bd.2. Heft 2. S. 133−208.
- Sugano S., Tanabe Y., Kamimura H. Multiplets of transition metals ions in crystals. New York: Academic Press. 1970. 331 p.
- Яцимирский К. Б. Химия комплексных соединений редкоземельных элементов. Киев: «Наукова думка», 1966. 493 стр.
- Гайдук М.И., Золин В. Ф., Гайгерова Л. С. Спектры люминесценции европия. М.: «Наука», 1974. 195 стр.
- Chang N.C. Fluorescence and Stimulated Emission from Trivalent Europium in Yttrium Oxide. // J. Applied Physics. 1963. Vol.34 № 12. P.3500−3504.
- Chang N.C., Gruber J.B. Spectra and Energy Levels of Eu3+ in Y2O3. // J. Chem. Physics. 1964. Vol. 41. № 10. P.3227−3234.
- Lempicki A., Samelson H. Optical Maser Action in Europium Benzoylacetonate. // Physics Letters. 1963. Vol. 4. № 2. P. 133−135.
- Sinha S.P. Complex of the Rare Earths. Oxford. 1966. 205p.
- Справочник химика. M., Jl.: Химия, 1966. Том II. 1072 стр.
- Мазурин О. В., Стрельцина М. В., Швайко Швайковская Т. П. Свойства стекол и стеклообразующих расплавов. Л: Наука, 1977. Том III. Ч. 1. 586с.
- Суханов С.Б. Спектрально люминесцентные свойства фосфатного стекла, активированного титаном (III) и неодимом (III). Автореф. канд. дис. С-Пб: РГПУ, 1994. 18 с.
- Голодова И. В. Спеюрально люминесцентные свойства и некоторые физико — химические свойства галлийалюмофосфатных стекол, активированных ионами Ti3+ и Nd3+. Автореф. канд. дис. С-Пб: РГПУ, 1994. 16 с.
- Гуревич М.М. Введение в фотометрию. Л.:Энергия. 1968. 244 с.
- Паркер С. Фотолюминесценция растворов. М.:Мир, 1972. 510 с.
- Ермолаев В.Л., Бодунов Е. Н., Свешникова Е. Б., 'Шахвердов Т.А. Безызлучательный перенос энергии электронного возбуждения. М.: «Наука», 1977. 312 с.
- Батяев И.M., Логинова H.H., Привалова Т. А. Релаксационная спектроскопия как метод исследования процессов пересольватации ионов РЗЭ в смешанных растворителях. // Журнал неорганической химии. 1975. Т. 20. № 9. С. 2358−2361.
- Привалова Т. А. Безызлучательный перенос энергии и релаксационная спектроскопия в применении к исследованию комплексообразования ионов редкоземельных элементов в неводных растворителях. Дисс. канд. хим. наук. Л.: ЛГПИ. 1972. 119 с.
- Judd B.R. Optical Absorbtion Intensities of Rare-Earth Ions. // Phys. Rev. 1962. Vol.127. № 3. P. 750−761.
- Ofelt G.S. Intensities of Crystal Spectra of Rare-Earth Ions. // J. Chem. Phys. 1962. Vol.37. № 3. P. 511−520.
- Г. Г. Абезгауз, А. П. Тронь, Ю. Н. Копенкин, И. А. Коровина. Справочник по вероятностным расчетам. М.: Воениздат, 1970. 536 с.
- Brecher С., French K.W., Comparison of Aprotic Solvente ion Nd3+ Liguid Laser Systems: Selenium oxychloride and Phosphorus Oxychloride. // J. Phys. chem. 1969. Vol. 73. № 6. P. 1785−1785.
- Бондарев A.C., Бученков В. А., и др., Новая малотоксичная неорганическая жидкая среда, активированная Nd3+, для лазеров. // Квантовая электроника, 1976, Т. 3. № 2. С. 381−385.
- Носкова Л.Г., Белькова Н. Л., Свинаренко В. А., Батяев И. М. Жидкостные люминофоры на основе SOCI2. // Изв. АН СССР, Неорганические материалы, 1978. Т. 14. № 7. С. 1329−1332.
- Каминский A.A., Аминов Л. К., Ермолаев В. Л. и др. Физика и спектроскопия лазерных кристаллов, М.: Наука, 1986. 272 с.
- Арцибышева И.Б., Лунтер С. Г., и др. Спектрально -люминесцентные свойства трехвалентного хрома в оксидных стеклах. // Физика и химия стекла, 1990, Т. 16. № 4, с. 625−630.
- Ельяшевич М.А. Атомная и молекулярная спектроскопия. М., 1962. 892 с.
- Dieke G.H., Crosswhite Н.М. The Spectra of the Doubly and Triply Ionized Rare Earth. // Applied Optics. 1963 Vol. 2. № 7. P. 675−686.
- Systematics and the properties of the lanthanides./ Edited by S.P.Sinha. Reidel, 1983. 648 p.
- De Shazer L.G., Dieke G.H. Spectra and Energy Levels of Eu3+ in LnCI3. // J. Chem. Phys. 1963. Vol. 38. № 9. P 2190−2199.
- Carnall W.T., Fields P.R., Rajnak K. Spectral Intensities of the Trivalent Lanthanides and Actinides in Solution. II. Pm3+, Sm3+, Eu3+, Gd3+, Tb3+, Dy3+, and Ho3+. // J. Chem. Phys. 1968. Vol. 49. № 10. P 4412−4423.
- Батлуцкий В.П. Физико-химические и люминесцентно-спектральные свойства систем AIBr3-Znr2 и AIBr3-ZnCI2-Mr, активированных соединениями редкоземельных элементов. Дисс. канд. хим. наук. Л., 1987. 206 с.
- Шилов С.М. Физико-химические и люминесцентно-спектральные свойства систем GaCI3-SOCI2 и GaCI3-ZnCI2, активированных соединениями редкоземельных элементов. Дисс. канд. хим. наук. Л., 1984. 174 с.
- Морев С.Ю. Физико-химические, спектрально-люминесцентные и генерационные свойства системы S02CI2-GaCl3, активированной соединениями редкоземельных элементов и уранилхлоридом. Дисс. канд. хим. наук. Л., 1992. 136 с.
- Агранович В.М., Галанин М. Д. Перенос энергии электронного возбуждения в конденсированных средах. М.: «Наука», 1978. 383 с.