DOI: 10.17586/2226-1494-2020-20-4-515-519


УДК535.343.2

ИССЛЕДОВАНИЕ АБСОРЦИОННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК СЕРЕБРЯНЫХ ИОНООБМЕННЫХ СЛОЕВ В ХЛОРИДНОМ ФОТО-ТЕРМО-РЕФРАКТИВНОМ СТЕКЛЕ

Семаан Р., Марасанов Д.В., Сгибнев Е.М., Никоноров Н.В.


Читать статью полностью 
Язык статьи - английский

Ссылка для цитирования:
Семаан Р., Марасанов Д.В., Сгибнев Е.М., Никоноров Н.В. Исследование абсорционных характеристик серебряных ионообменных слоев в хлоридном фото-терморефрактивном стекле // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2020. Т. 20. № 4. С. 515–519 (на англ. яз.). doi: 10.17586/2226-1494-2020-20-4-515-519


Аннотация
Предмет исследования. В работе исследовано влияние введения хлоридов в состав фото-термо-рефрактивно- го стекла на спектральные свойства наночастиц серебра, сформированных в ионообменном слое в результате термообработки. Метод. Для исследования были синтезированы стекла, представляющие собой матрицу на основе Na2O–ZnO–Al2O3–SiO2–F, легированные оксидом сурьмы Sb2O3, церия CeО2 и переменным содержанием хлоридов (0–1 мол.%). Серебро вводилось методом низкотемпературного Na+–Ag+ ионного обмена, для чего образцы стекла погружались в смесь нитратов AgNO3/NaNO3, содержащем 0,1 мол.% AgNO3 при температуре 320 °С в течение 15 мин. Для формирования наночастиц серебра стекла после ионного обмена облучились ультрафиолетовым излучением с последующей термообработкой при температурах 500 °С длительностью до трех часов. Основные результаты. В работе изучены cпектральные свойства хлоридного фото-термо-рефрактивного стекла, легированного оксидом сурьмы Sb2O3, церия CeО2, и переменным содержанием хлоридов с наночастицами серебра в ионообменных слоях. Обнаружено, что c увеличением концентрации хлора в матрице фото-тер- мо-рефрактивного стекла выявлен длинноволновый сдвиг полосы поглощения наночастиц, связанный с ростом смешанной оболочки AgCl/NaCl на наночастицах серебра. Формирование наночастиц серебра в ионообменных слоях происходит как в облученной, так и необлученной области стекла. Практическая значимость. Результаты работы могут быть использованы для создания брэгговской решетки внутри фото-термо-рефрактивного стекла для ввода и вывода излучения (накачки и сигнала) в волноводные структуры, образованные ионообменным методом, для создания монолитных интегральных оптических элементов на одной подложке, что очень важно для интегральной оптики.

Ключевые слова: низкотемпературный ионный обмен, фото-терморефрактивное стекло, наночастицы серебра, хлор

Список литературы
1. Zayats A.V., Smolyaninov I.I., Maradudin A.A. Nano-optics of surface plasmon polaritons // Physics Reports. 2005. V. 408. N 3-4. P. 131–314. doi: 10.1016/j.physrep.2004.11.001
2. Sgibnev Y., Cattaruzza E., Dubrovin V., Vasilyev V., Nikonorov N. Photo-thermo-refractive glasses doped with silver molecular clusters as luminescence downshifting material for photovoltaic applications // Particle and Particle Systems Characterization. 2018. V. 35. N 12. P. 1800141. doi: 10.1002/ppsc.201800141
3. Nikonorov N., Aseev V., Dubrovin V., Ignatiev A., Ivanov S., Sgibnev E., Sidorov A. Photonic, plasmonic, fluidic, and luminescent devices based on new polyfunctional photo-thermo-refractive glass // Springer Series in Optical Sciences. 2018. V. 218. P. 83–113. doi: 10.1007/978-3-319-98548-0_5
4. Nikonorov N., Aseev V., Ignatiev A., Zlatov A. New polyfunctional photo-thermo-refractive glasses for photonics applications // Technical Digest of 7th International Conference on Optics-photonics Design & Fabrication, ODF. 2010. P. 209–210.
5. Pierson J.E., Stookey S.D. Method for Making Photosensitive Colored Glasses. Patent US 4057408A, 1977.
6. Dubrovin V.D., Ignatiev A.I., Nikonorov N.V. Chloride photo-thermo-refractive glasses // Optical Materials Express. 2016. V. 6. N 5. P. 1701–1713. doi: 10.1364/OME.6.001701
7. Tervonen A., West B.R., Honkanen S. Ion-exchanged glass waveguide technology: A review // Optical Engineering. 2011. V. 50. N 7. P. 71107. doi: 10.1117/1.3559213
8. Arnold G.W. Near-surface nucleation and crystallization of an ion-implanted lithia-alumina-silica glass // Journal of Applied Physics. 1975. V. 46. N 10. P. 4466–4473. doi: 10.1063/1.321422
9. Jiménez J.A., Sendova M., Liu H. Evolution of the optical properties of a silver-doped phosphate glass during thermal treatment // Journal of Luminescence. 2011. V. 131. N 3. P. 535–538. doi: 10.1016/j.jlumin.2010.09.023
10. Sgibnev Y.M., Nikonorov N.V., Vasilev V.N., Ignatiev A.I. Optical gradient waveguides in photo-thermo-refractive glass formed by ion exchange method // Journal of Lightwave Technology. 2015. V. 33. N 17. P. 3730–3735. doi: 10.1109/JLT.2015.2456239
11. Sgibnev Y.M., Nikonorov N.V., Ignatiev A.I. Luminescence of silver clusters in ion-exchanged cerium-doped photo-thermo-refractive glasses // Journal of Luminescence. 2016. V. 176. P. 292–297. doi: 10.1016/j.jlumin.2016.04.001
12. Efimov A.M., Ignatiev A.I., Nikonorov N.V., Postnikov E.S. Quantitative UV–VIS spectroscopic studies of photo-thermo-refractive glasses II. Manifestations of Ce3+ and Ce(IV) valence states in the UV absorption spectrum of cerium-doped photo-thermo-refractive matrix glasses // Journal of Non-Crystalline Solids. 2013. V. 361. N 1. P. 26–37. doi: 10.1016/j.jnoncrysol.2012.10.024
13. Sinistri C., Riccardi R., Margheritis C., Tittarelli P. Thermodynamic properties of solid systems AgCl + NaCl and AgBr + NaBr from miscibility gap measurements // Zeitschrift für Naturforschung A. 1972. V. 27. N 1. P. 149–154. doi: 10.1515/zna-1972-0122


Creative Commons License

This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License
Информация 2001-2020 ©
Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики.
Все права защищены.

Яндекс.Метрика