Tm2O3 ve Er2O3 katkılı TeO2-GeO2 cam malzemelerin yapısal ve spektroskopik özelliklerinin incelenmesi
Investigation of structural and spectroscopic properties of TeO2-GeO2 glass materials doped Tm2O3 AND Er2O3
- Tez No: 349727
- Danışmanlar: PROF. DR. GÖNÜL ÖZEN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2014
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 85
Özet
Tellürit camlar düşük erime sıcaklığı, yüksek dielektrik sabiti, yüksek kırılma indisi, üçüncü dereceden lineer olmayan duygunluk ve iyi kızılötesi geçirgenlik gibi fiziksel özellikleri nedeniyle; silikat, borat ve florid camlara kıyasla lazer malzemesi olarak çok daha avantajlıdır. Ayrıca yakın morötesinden orta kızılaltı bölgeye kadar geniş bir geçirgenlik bölgesine sahiptir. Atmosferik koşullara dirençlidirler ve matris içine büyük oranda nadir toprak iyonları ile katkılanabilirler. Lazer ana cam malzemesinin en önemli özelliklerinden biri, katkılanan nadir toprak iyonlarının 4f-4f geçişlerinin zorlamasız ışıma olasılıklarıdır. Zorlamasız ışıma olasılığı, zorlamalı ışıma tesir kesiti, ışıma kuantum verimi ve fotoışıma dallanma oranları ile doğrudan bağlantılı olduğundan lazer geçişi için önemli bir parametredir. Judd-Ofelt kuramı genellikle farklı 4f-4f geçişlerinin soğurma tesir kesitlerini irdeleyerek, zorlamasız geçiş oranını içeren elektrik dipol geçiş olasılıklarının belirlenmesiyle kullanılmaktadır.Zorlamasız ışıma olasılığı, temel olarak Ωt şiddet parametreleri ile U(t) indirgenmiş matris elemanları tensör operatörlerinin çarpımlarının toplamı olarak ifade edilir. Katkılanan aktif iyon için zorlamasız ışıma olasılıklarının daha yüksek değerlerini elde etmek için, Ωt şiddet parametreleri ile ilişkili olarak en iyi kompozisyonun belirlenmesi gerekir. Bu çalışmada (90-x)TeO2-10GeO2-xEr2O3(x=0,5 ve 1.0 mol%) , (90-x) TeO2-10GeO2-x Tm2O3(x=0,5 ve 1 mol%) ve (90-x) TeO2-10GeO2-1Tm2O3-xEr2O3 (x=0.5, 1.0, 1.5, 2.0 mol%) camları oluşturularak X-ışınları spektroskopisi incelendi. Judd-Ofelt şiddet parametreleri, UV/VIS/NIR-soğurma, floresans ve yaşam süreleri deneysel olarak incelendi. Tm3+ iyonu katkılı (90-x) TeO2-10GeO2-x Tm2O3 (x=0,5 ve 1 mol%) cam malzemelerdeki tulyum iyonlarının ve Er3+ iyonu katkılı (90-x)TeO2-10GeO2-xEr2O3 (x=0,5 ve 1.0 mol%) cam malzemelerdeki erbiyum iyonlarının 4f-4f enerji seviyelerindeki kendiliğinden geçiş olasılıklarını belirlemek için, oda sıcaklığında 190-2500 nmarasında soğurma spektrumları elde edildi. Elde edilen soğurma spektrumlarına göre, Tm3+ iyonlarının, 1G4, 3F2, 3F3, 3H4, 3H5, 3F4 ve Er3+ iyonlarında 4F3/2, 4F5/2, 4F7/2, 2H11/2, 4S3/2, 4F9/2, 4I9/2, 4I11/2, 4I13/2 soğurma bantlarına sahip oldukları belirlendi. Tm3+ ve Er3+ katkılı cam malzemelerde ki kompozisyon ve konsantrasyonun ışıma bantları üzerindeki etkisi araştırıldı. Sadece Tm3+ iyonu katkılandırılmış cam malzemedeki Tm3+ konsantrasyonu arttırıldığında ışıma şiddetinin azaldığı, sadece Er3+ iyonu katkılandırılmış cam malzemedeki Er3+ konsantrasyonu arttırıldığında ışıma şiddetinin arttığı görülmüştür. XRD sonuçları malzemenin cam olduğunu göstermiştir.
Özet (Çeviri)
Tellürite glasses, compared with silicate, borate and fluoride glasses, have more advantages as laser hosts due to their superior physical properties such as low melting temperature, high dielectric constant, high refractive index, large third order non-lineer susceptibility and good infrared transmissivity. Furthermore, they present large transparency from the near ultraviolet to the middle infrared region. They are resistant to atmospheric moisture and capable of incorpareting large concentrations of rare-earth ions into the matrix. Spontaneous emission probability of the laser transition is an important parameter because it is directly related to the stimulated emission cross-section, radiative quantum efficiency, and fluorescence branching ratio. The Judd-Ofelt theory is usually used to determibe the electric dipole transition probabilities including the spontaneous decay rate by utilising the absorption cross-sections of several 4f-4f transitions. The spontaneous emission probability is affected mainly by the sum of products of intensity parameters, Ωt (t=2,4,6) and doubly reduced matrix elements of tensor operators, U(t). optimision of the glass composition with respect to the intensity parameters, Ωt, is desirable to obtain higher values of the spontaneous emission probabilities for the appropriate active ions. In this work, (90-x)TeO2-10GeO2-xEr2O3 (mol%) (x=0,5 and 1.0 mol%) , (90-x) TeO2-10GeO2-x Tm2O3 (mol%) (x=0,5 and 1 mol%) ve (90-x) TeO2-10GeO2-1Tm2O3-xEr2O3 (mol%) (x=0.5, 1.0, 1.5, 2.0 mol%) glasses were synthesised and investigated XRD measurements. In addition, Judd-Ofelt intensity parameters, transition probabilities of the radiative and non-radiative, absorption spectrum in the UV/VIS/NIR region, florescence and life time spectrum were examined for the Tm3+ and Er3+ doped tellürite glasses. The absorption measurements were made to determine the spontaneous emission probabilities of the 4f-4f transion of the Tm3+ ions for the (90-x) TeO2-10GeO2-x Tm2O3 (mol%) (x=0,5 and 1 mol%) glasses and Er3+ ions for the (90-x)TeO2-10GeO2-xEr2O3 (mol%) (x=0,5 ve 1.0 mol%) glasses with a spectrophotometer in the 190-2500 nm. Related with absorption measurements, 1G4, 3F2, 3F3, 3H4, 3H5, 3F4 levels were found for Tm3+ ions and 4F3/2, 4F5/2, 4F7/2, 2H11/2, 4S3/2, 4F9/2, 4I9/2, 4I11/2, 4I13/2 levels were found for Er3+ ions. Tm3+ and Er3+ -doped tellürite glasses of composition and concentrations effect on the emission bands were investigated. According to the luminescence measurements, the intensity increases with the increasing Er3+ concentration for (90-x)TeO2-10GeO2-xEr2O3 (mol%) (x=0,5 ve 1.0 mol%) glasses and the intensity increases with the decreasing Tm3+ concentration for (90-x) TeO2-10GeO2-x Tm2O3 (mol%) (x=0,5 and 1 mol%) glasses. The XRD showed that the glasses has an amorphous structure.
Benzer Tezler
- Structural and up-conversion photoluminescence properties of La2Ti2O7 activated with RE3+ ions
Nadir toprak iyonları RE3+ katkılı La2Ti2O7, yapısal ve fotolüminesans özellikleri
SELİM BURAK CANTÜRK
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Mühendislik BilimleriMarmara ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ SEVAL GENÇ
DOÇ. DR. MURAT ERDEM
- Improvement of luminescence properties of zinc borosilicate glasses for white led applications
Beyaz led uygulamaları için çinko borosilikat camların lüminesans özelliklerinin geliştirilmesi
SENA DAYIOĞLUGİL
Doktora
İngilizce
2024
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ NURİ SOLAK
- Stronsiyum magnezyum silikat esaslı fosforesans malzemelerde nadir toprak elementlerinin fosforesan özellikleri etkileri
Effects of rare earth elements on phosphorescent properties in magnesium silicate based phosphorescence materials
BİRGÜL AYVALI
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. NURİ SOLAK
- Synthesis and characterization of novel rare earth phosphates and rietveld structural analysis of rare earth orthoborates
Yeni nadir toprak elelementi fosfatlarının sentez ve karakterizasyonu ve nadir toprak elementi ortoboratlarının rietveld yapısal analizi
SEMİH SEYYİDOĞLU
Doktora
İngilizce
2009
KimyaOrta Doğu Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AYŞEN YILMAZ
PROF. DR. MACİT ÖZENBAŞ
- The synthesis of (Bi2O3)1-x-y-z (Dy2O3)x (Eu2O3)y (Tm2O3)z electrolyte of the solid oxide fuel cell by solid state reaction
(Bi2O3)1-x-y-z (Dy2O3)x (Eu2O3)y (Tm2O3)z katı oksit yakıt pili elektrolit'in katıhal reaksiyonu ile sentezlenmesi
MUSTAFA AL-DOORI
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
Fizik ve Fizik MühendisliğiErciyes ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYHAN GÜLDESTE