AgIn合金量子点复合玻璃的制备及光学性质研究

采用溶胶-凝胶法结合气氛控制的技术制备了AgIn合金量子点掺杂钠硼硅基(NBS)玻璃。利用X射线粉末衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)以及选区电子衍射(SAED)对AgIn合金量子点在玻璃中的形貌和微结构进行了表征, 并利用荧光光谱仪对该玻璃的荧光性质进行了研究。结果表明, 在600℃热处理下钠硼硅玻璃中形成了尺寸分布在5 nm左右的均一的AgIn六方晶系量子点, 而且分布在玻璃中的AgIn量子点在435 nm附近存在一个荧光峰, 表明AgIn量子点掺杂NBS玻璃可以作为激光源、非线性介质和光子设备的候选玻璃。     

Bi2S3纳米晶掺杂钠硼硅玻璃的三阶非线性光学性质

利用溶胶-凝胶方法制备了1 wt%Bi2S3纳米晶掺杂钠硼硅玻璃.利用X射线粉末衍射仪(XRD),X射线光电子能谱(XPS),透射电子显微镜(TEM),X射线能量色散谱(EDX),扫描模式透射电子显微镜(STEM)以及高分辨透射电子显微镜(HRTEM)对Bi2S3纳米晶在钠硼硅玻璃中的形貌和微结构进行了表征,同时,利用飞秒Z扫描技术在波长为770 nm对该玻璃的三阶非线性光学性能进行了分析测试.结果表明,尺寸为10～30 nm的Bi2S3正交晶系纳米晶在钠硼硅玻璃中形成,该玻璃的三阶非线性光学折射率γ、三阶非线性吸收率β和三阶非线性极化率χ(3)分别为5.90×10-16 m2/W、7.35×10-9 m/W和4.55×10-18 m2/V2.其中,该玻璃的三阶非线性极化率值比未经掺杂的钠硼硅玻璃(χ(3)=1.09×10-22 m2/V2)高出4个数量级,这表明,随着Bi2S3纳米晶的引入,该玻璃的三阶非线性光学性能将得到显著的提高.     

掺杂CuCl钠硼硅玻璃的溶胶-凝胶方法制备及非线性光学性质

采用sol-gel方法以Na₂O-B₂O₃-SiO₂系统玻璃为基体,采用不同浓度的盐酸溶液为CuCl的先驱体溶剂,在500-600℃的温度范围内烧成了掺杂CuCl的钠硼硅玻璃,详细地研究了氯化亚铜的浓度及其先驱体溶剂对溶胶-凝胶及玻璃性质的影响,讨论了CuCl在钠硼硅干胶中的生成机制,研究了烧结条件对干胶转变成玻璃性质的影响,并研究了这种材料的光学性质,首次报道了掺杂CuCl的Na₂O-B₂O₃-SiO₂系统玻璃在1.33μm处的三阶非线性折射率,n₂=3.3×10^-20m²/W.     

Ag量子点的研究现状

介绍了Ag量子点的晶体结构和性质,系统综述了Ag量子点材料的研究现状、制备方法及应用,最后指出其目前存在的问题、今后的研究方向及在光学材料方面的应用前景。     

离子交换对硼硅玻璃光学性能的影响

利用电子探针、分光光度计和干涉显微镜等手段,研究了离子交换对硼硅玻璃光学性能的影响。结果表明,离子交换后硼硅玻璃的K+含量沿玻璃厚度方向逐渐降低。当交换时间≤8h时,交换层厚度与交换时间呈线性增加;当交换时间8h时,交换层厚度增加缓慢。离子交换增强后,硼硅玻璃的透过率小幅度下降,但仍保持在91%以上。离子交换后硼硅玻璃中折射率从玻璃表面向内部呈指数降低,这与K+离子在玻璃中的不均匀分布相关。综合考虑应用器件对强度和光学均匀性要求,硼硅玻璃的离子交换时间应不大于3h。     

氧化锆/锌硼硅微晶玻璃的制备与研究

在锌硼硅玻璃中添加0％～20％（wt）的超细部分稳定氧化锆粉体，分别采用熔融法和烧结法制备氧化锆／锌硼硅微晶玻璃。通过对实验现象的观测与分析，发现采用烧结法可以较好地制备氧化锆／锌硼硅微晶玻璃。采用X射线衍射仪观测玻璃样品中的晶相组成，用烧结点试验仪测试微晶玻璃的半球温度，通过维氏硬度计在玻璃表面的压痕尺寸计算微晶玻璃的韧性。结果表明，在ZnO-B2O3-SiO2玻璃中添加部分稳定超细ZrO2后，微晶玻璃的烧结温度升高，韧性得到很大的改善。     

硼硅玻璃与硅阳极键合界面形成机理分析

对硼硅玻璃与硅进行了阳极键合实验,通过扫描电镜对键合界面的微观结构进行分析表明:玻璃/硅的键合界面有明显的中间过渡层生成;分析认为电场力作用下玻璃耗尽层中的氧负离子向界面迁移扩散并与硅发生氧化反应是形成中间过渡层的主要原因,而界面过渡层的形成是硅/玻璃界面键合实现永久连接的直接原因.     

超细氧化锆对锌硼硅微晶玻璃的增韧作用

在锌硼硅微晶玻璃中添加半稳定氧化锆，用烧结法制得含有稳定氧化锆的锌硼硅微晶玻璃。利用氧化锆在微晶玻璃中的相变来提高材料的韧性，经计算和观察，测试材料增韧前后的效果，添加稳定超细氧化锆后对材料的韧性有很大提高。     

半导体量子点玻璃的研究进展

介绍了半导体量子点材料禁阻类型,详细阐述了共熔法、溶胶-凝胶法、离子注入法等半导体量子点玻璃材料的制备方法,探讨了半导体量子点玻璃的尺寸效应、禁阻效应、库仑阻塞效应和非线性光学效应等特性及其未来应用前景.     

氧化锆对锌硼硅玻璃热震稳定性的影响

在锌硼硅玻璃中添加0％～10％（质量分数）的部分稳定氧化锆粉体，在一定温度下烧结后制备成氧化锆／锌硼硅微晶玻璃。采用半圆涂敷法测试微晶玻璃的耐冷热激变炸裂的性能；利用万能试验机测量微晶玻璃遭受热冲击后的残留抗压强度；采用402ES．3电子热膨胀仪和TC-100常温接触式导热系数测定仪测试氧化锆，锌硼硅微晶玻璃的热膨胀系数和导热系数。结果表明，氧化锆可以明显增加微晶玻璃受冷热冲击而炸裂的次数，使微晶玻璃热冲击后残留抗压强度下降的程度大大减小。氧化锆／锌硼硅微晶玻璃的热膨胀系数与导热系数随着氧化锆含量的增加而下降。由此可见，氧化锆可以明显改善锌硼硅微晶玻璃的热震稳定性，从而提高其使用可靠性。     

Bi2O3纳米晶玻璃三阶非线性光吸收性质的研究

利用溶胶凝胶法结合气氛控制方式合成了含Bi2O3纳米晶钠硼硅玻璃.利用X射线粉末衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、透射电子显微镜(TEM)、X射线能量色散谱(EDX)、扫描模式透射电子显微镜(STEM)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)以及选区电子衍射(SAED)对掺杂在钠硼硅玻璃中Bi2O3纳米晶的形貌和微结构进行了表征,同时,利用飞秒开孔Z-scan技术详细地研究了Bi2O3纳米晶玻璃在800 nm处不同激发光强度下的三阶非线性光吸收性质.结果表明,在钠硼硅玻璃中形成了尺寸小于10 nm的Bi2O3单斜晶系纳米晶.随着激发光强度的增强,该玻璃的三阶非线性光吸收性质产生由饱和吸收向反饱和吸收的转变.进一步,计算得到的该玻璃三阶非线性极化率χ(3)的数量级范围在10-19~10-18m2/V2之间.这一结果说明该玻璃具有良好的非线性光学性能,并且在光限幅器等非线性光学领域具有潜在的应用价值.     

稀土掺杂碱锌硼硅酸盐玻璃的制备及其性能的研究

稀土玻璃由于具有高折射、低色散的特点，在红外光学玻璃以及有色光学玻璃等领域有着特殊的应用。主要研究了稀土钐掺杂碱硼硅酸盐玻璃的形成能力、玻璃的析晶产物以及稀土含量对玻璃吸收光谱的影响。实验结果表明，稀土氧化钐对碱硼硅酸盐玻璃具有较强的影响，随着稀土含量的增加玻璃的形成区域迅速缩小，玻璃的析晶能力以及对可见区和近红外区的光吸收逐渐增强。玻璃的析晶产物主要是六方(H)与三斜(T)晶型的硼酸钐晶体。     

钠硼硅酸盐玻璃分相过程的NMR研究

利用²⁹Si、¹¹B、²³Na MAS NMR,研究了一定组成的Na₂O－B₂O₃－SiO₂玻璃在不同温度下其微结构随分相处理时间的变化．结果表明,随分相过程的进行,[SiO₄]结构单元的非桥氧之间逐渐脱氧,聚集程度逐渐提高,富硅相中的[BO₃]结构与氧结合转变为[BO₄]结构并进入富钠硼相,两相成分差逐渐增大,分相是扩散传质的结果．在较高的分相温度下,玻璃结构调整较快,因而更早地接近分相的平衡态．     

硼硅酸盐浮法玻璃的抛光温度

浮法工艺的优点之一是可以获得极佳的玻璃表面质量,硼硅酸盐浮法玻璃是近年来的研究热点。本文采用原子力显微镜(AFM)研究了温度和时间对硼硅酸盐玻璃浮法成形过程中抛光阶段的影响。研究结果表明:高温抛光过程中时间不是限制玻璃表面抛光质量的决定因素,温度是决定抛光质量的关键。硼硅酸盐浮法玻璃在大于1250℃以上的温度可以快速达到良好的抛光效果。     

碘化亚铜微晶掺杂硼硅酸盐玻璃的制备及其电致二阶非线性光学效应

采用可分相的Na2－Al2O3－B2O3－SiO2系为基础玻璃，以CuO／SnO、NaI为原料；分别引入Cu 、I－，成功地制备出CuI微晶掺杂硼硅酸盐玻璃·通过X射线粉末衍射（XRD）和高分辨透射电镜（HRTEM）分析观察到了玻璃中的晶相及其分布；由玻璃的室温透射光谱研究了玻璃的热处理条件与光吸收性的关系．首次报道了该半导体微晶掺杂玻璃中的电致二次谐波发生，并讨论了该效应的机理．     

碘化亚铜微晶掺杂硼硅酸盐玻璃的制备及其电致二阶非线性光学效应

采用可分相的Ｎａ２－Ａｌ２Ｏ３－Ｂ２Ｏ３－ＳｉＯ２系为基础玻璃，以ＣｕＯ／ＳｎＯ、ＮａＩ为原料，分别引入Ｃｕ＾＋、Ｉ＾－，成功地制备出ＣｕＩ微晶掺杂硼硅酸盐玻璃。通过Ｘ射线粉末衍射（ＸＲＤ）和高分辨透射电镜（ＨＲＴＥＭ）分析观察到了玻璃中的晶相及其分布；由玻璃的室温透射光谱研究了玻璃的热处理条件下光吸收性的关系。首次报道了该半导体微昌掺杂玻璃中的电致二次谱波发生，并讨论了该效应的机理。     

多种重离子辐照对硼硅酸盐玻璃机械性能的影响

研究辐照导致硼硅酸盐玻璃机械性能的影响, 对高放废物的长期安全处置具有重要的意义。本工作采用0.3 MeV的P离子、4 MeV的Kr离子、5 MeV的Xe离子以及8 MeV的Au离子分别辐照硼硅酸盐玻璃, 利用纳米压痕技术表征了辐照前后样品的硬度和模量。结果表明: 硼硅酸盐玻璃的硬度和模量在一定范围内会随着辐照剂量的增大而减小, 辐照达到0.1 dpa时硬度和模量变化趋于饱和, 此时硬度下降了35%, 模量下降了18%; 而且不同种类的离子辐照对硼硅酸盐玻璃的硬度和模量造成的变化趋势基本相同。使用掠入射X射线衍射仪对样品晶态结构进行了分析, 发现辐照后硼硅酸盐玻璃仍保持非晶状态。利用Raman光谱对辐照后样品的微观结构的变化进行了表征, 发现辐照会导致玻璃网络结构发生改变, 玻璃的聚合度下降, 无序度增加。本工作还证明了离子辐照导致玻璃机械性能变化的主要因素是离子在样品中的核能量沉积导致玻璃结构的改变。