Фосфатные стекла с высокой концентрацией ионов Nd3+ являются ключевыми компонентами для разработки эффективных лазерных систем ближнего ифракрасного (ИК) диапазона. Рассматривается сенсибилизация люминесценции ионов Nd3+ в стекле BaO–P2O5 с использованием наноагрегатов Ag. Исследование показало, что термостимулированное формирование молекулярных кластеров Agmn+ позволяет в 15 раз повысить интенсивность фотолюминесценции ионов Nd3+, в то время как формирование плазмонных наночастиц (НЧ) не позволяет достичь такого усиления. Эти результаты открывают новые перспективы для управления свойствами фосфатных стекол и повышения эффективности лазерных систем.
Максим Павлович Ветчинников – канд. хим. наук, ассистент, кафедра химической технологии стекла и ситаллов, Российский химико-технологический университет им. Д. И. Менделеева (РХТУ им. Д. И. Менделеева), Москва, Россия
Георгий Юрьевич Шахгильдян – канд. хим. наук, доцент, кафедра химической технологии стекла и ситаллов, Российский химико-технологический университет им. Д. И. Менделеева (РХТУ им. Д. И. Менделеева), Москва, Россия
Елена Сергеевна Игнатьева – канд. хим. наук, доцент, кафедра химической технологии стекла и ситаллов, Российский химико-технологический университет им. Д. И. Менделеева (РХТУ им. Д. И. Менделеева), Москва, Россия
Анна Игоревна Озерова – магистрант, кафедра химической технологии стекла и ситаллов, Российский химико-технологический университет им. Д. И. Менделеева (РХТУ им. Д. И. Менделеева), Москва, Россия
Кристина Игоревна Рунина – канд. хим. наук, мл. науч. сотрудник Молодежной лаборатории функциональных материалов для фотоники и электроники кафедры химии и технологии кристаллов, Российский химико-технологический университет им. Д. И. Менделеева (РХТУ им. Д. И. Менделеева), Москва, Россия
Владимир Николаевич Сигаев – д-р хим. наук, профессор, Российский химико-технологический университет им. Д. И. Менделеева (РХТУ им. Д. И. Менделеева), Москва, Россия
1. Lebullenger R., Nunes L. A. O., Hernandes A. C. Properties of glasses from fluoride to phosphate composition // Journal of non-crystalline solids. 2001. V. 284, No. 1 – 3. P. 55 – 60.
2. Usher-Ditzian T. M. SCHOTT laser glass // Optical Materials Express. 2022. V. 12, No. 11. P. 4399 – 4417.
3. Hoppe U., Walter G., Kranold R., Stachel D. Structural specifics of phosphate glasses probed by diffraction methods: a review // Journal of Non-Crystalline Solids. 2000. V. 263. P. 29 – 47.
4. Campbell J. H., Suratwala T. I. Nd-doped phosphate glasses for high-energy/high-peak-power lasers // Journal of non-crystalline solids. 2000. V. 263. P. 318 – 341.
5. Zhang L., Hu L., Jiang S. Progress in Nd3+, Er3+, and Yb3+ doped laser glasses at shanghai institute of optics and fine mechanics // International Journal of Applied Glass Science. 2018. V. 9, No. 1. P. 90 – 98.
6. Jime?nez J. A. Holistic assessment of NIR-emitting Nd3+-activated phosphate glasses: a structure–property relationship study // ACS Organic & Inorganic Au. 2024. V. 4. P. 338 – 349.
7. Wang Y., Li X, Cao J., et al. Mechanism for broadening and enhancing Nd3+ emission in zinc aluminophosphate laser glass by addition of Bi2O3 // Journal of the American Ceramic Society. 2019. V. 102, No. 4. P. 1694 – 1702.
8. Jime?nez J. A. Physical, thermal, and optical properties of Mn2+ and Nd3+ containing barium phosphate glasses // ACS Physical Chemistry Au. 2024. V. 4. P. 363 – 374.
9. Jim?nez J. A., Lysenko S., Sendova M., Zhao C. Excited-state dynamics and enhanced near-IR emission in Nd3+-structurally activated aluminophosphate glass containing silver and tin // Optical Materials. 2015. V. 46. P. 88 – 92.
10. Swetha B. N., Keshavamurthy K., Gupta G., et al. Silver nanoparticles enhanced photoluminescence and the spectroscopic performances of Nd3+ ions in sodium lanthanum borate glass host: Effect of heat treatment // Ceramics International. 2021. V. 47, No. 15. P. 21212 – 21220.
11. Keshavamurthy K., Gurushantha K., Sayyed M. I., et al. Silver nanoparticles improved infrared photoluminescence of Nd3+ doped sodium borate glasses // Infrared Physics & Technology. 2022. V. 127. P. 104451.
12. Yusof N. N., Ghoshal S. K., Jupri S. A., Azlan M. N. Synergistic effects of Nd3+ and Ag nanoparticles doping on spectroscopic attributes of phosphate glass // Optical Materials. 2020. V. 110. P. 110403.
13. Srabionyan V. V., Vetchinnikov M. P., Rubanik D. S., et al. Local electric field enhancement in the vicinity of Ag nanoparticles and their agglomerates in zinc-phosphate and silicate glass // Glass and Ceramics. 2024. V. 81. P. 3 – 10.
14. Shakhgildyan G., Avakyan L., Atroshchenko G., et al. Ultra-broadband plasmon resonance in gold nanoparticles precipitated in ZnO–Al2O3–SiO2 glass // Ceramics. 2024. V. 7, No. 2. P. 562 – 578.
15. Shakhgil’dyan G. Y., Durymanov V. A., Avakyan L. A, et al. CeO2 Influence on Au plasmonic nanoparticle formation in ZnO–MgO–Al2O3–SiO2 glass // Glass and Ceramics. 2023. V. 80, No. 5. P. 215 – 222.
16. Shakhgil’dyan G. Y., Ziyatdinova M. Z., Kovgar V. V., et al. Effect of gold nanoparticles on the spectral luminescence properties of Eu 3+-doped phosphate glass // Glass and Ceramics. 2019. V. 76. P. 121 – 125.
17. Jim?nez J. A. Sensitized red emission from Mn2+ ions in phosphate glass via silicon-induced defects // Journal of Luminescence. 2021. V. 231. P. 117771.
18. Algradee M. A., Sultan M., Samir O. M., Alwany A. Electronic polarizability, optical basicity and interaction parameter for Nd2O3 doped lithium–zinc–phosphate glasses // Applied Physics A. 2017. V. 123. P. 1 – 12.
19. Kuznetsov A. S., Tikhomirov V. K., Shestakov M. V., Moshchalkov V. V. Ag nanocluster functionalized glasses for efficient photonic conversion in light sources, solar cells and flexible screen monitors // Nanoscale. 2013. V. 5, No. 21. P. 10065 – 10075.
20. Mironov L. Y., Marasanov D. V., Sannikova M. D., et al. Formation and photophysical properties of silver clusters in bulk of photo-thermo-refractive glass // Ceramics. 2023. V. 6, No. 3. P. 1546 – 1558.
21. Belharouak I., Parent C., Tanguy B., et al. Silver aggregates in photoluminescent phosphate glasses of the `Ag2O–ZnO–P2O5'system // Journal of Non-Crystalline Solids. 1999. V. 244. No. 2–3. P. 238 – 249.
22. Kindrat I. I., Padlyak B. V., Lisiecki R., Adamiv V. T. Spectroscopic and luminescent properties of the lithium tetraborate glass co-doped with Nd and Ag // Journal of Alloys and Compounds. 2021. V. 853. P. 157321.
23. Kreibig U., Vollmer M. Optical properties of metal clusters. Springer Science & Business Media, 2013. V. 25.
24. Shakhgildyan G. Yu., Ziyatdinova M. Z., Vetchinnikov M. P., et al. Thermally-induced precipitation of gold nanoparticles in phosphate glass: effect on the optical properties of Er3+ ions // Journal of Non-Crystalline Solids. 2020. V. 550. P. 120408.
25. Srabionyan V. V., Vetchinnikov M. P., Rubanik D. S., et al. Local electric field enhancement in the vicinity of aggregates of Ag, Au, Rb containing nanoparticles in oxide glasses // Journal of Non-Crystalline Solids. 2024. V. 631. P. 122927.
Статью можно приобрести
в электронном виде!
PDF формат
500
DOI: 10.14489/glc.2024.10.pp.003-012
Тип статьи:
Научная статья
Оформить заявку
