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掺锰(II)的物理和光学性质P2O5-ZnO-CaO眼镜

Sreehari Sastry1,*S.Vedavyas2,b . Rupa Venkateswara饶3
  1. 教授,物理系,Acharya Nagarjuna大学nagarjunanagar - 522510,美联社、印度
  2. 研究学者、物理系、Osmania大学印度海德拉巴- 500 007年,美联社
  3. 研究学者、物理系、Acharya Nagarjuna大学nagarjunanagar - 522510,美联社、印度
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文摘

锰(II)掺杂P2O5-ZnO-CaO眼镜被XRD技术特点,UVVisible和不同的物理属性。XRD模式在目前的眼镜已经证实了非晶玻璃样品的性质。光学吸收光谱表现出三个乐队锰(II)的特征在扭曲的八面体对称。的密度是一个工具,揭示了玻璃网络结构变化的程度与组合。越高的光学碱度参数值PMn1is观察,表明使用玻璃样品给设计新颖的光学性能较高的光学功能材料

关键字
玻璃、x射线衍射、紫外- Tauc的情节,密度和光学碱度。

介绍
由于优越的物理特性,如高热膨胀系数,低熔点,软化温度和磷酸高紫外线传输比传统硅酸盐和硼酸眼镜眼镜更有利[1,2]。然而穷人化学耐久性、高吸湿性和挥发性磷酸盐玻璃的性质限制了他们的使用在取代传统的眼镜增强技术应用的范围。磷酸的物理性质和化学耐久性眼镜发现改进的重金属氧化物引入P2O5玻璃网络(3、4)。地球在各种磷酸盐玻璃系统、碱性磷酸锌玻璃系统被证明是更稳定的反对使不透明和抗湿。三价铬,含有过渡金属眼镜像Mn2 +拥有更好的半导体特性,因此这些都是用于多个应用程序如记忆开关,电阈值[5 - 7]。在所有过渡金属离子、锰离子(Mn)是特别有趣,因为它存在于不同的价态玻璃矩阵(8 - 10)。(55 mn)锰离子被频繁使用的顺磁探针探索玻璃系统的结构和性能,随着锰离子有很强的对玻璃的光学和磁性的影响。大量的研究都可以在锰离子的环境中各种无机玻璃系统(11 - 13)。眼镜的物理性质在很大程度上是由组成、结构和性质的债券的眼镜。调查在眼镜上的物理性质的变化控制化学成分和过渡金属离子的变化是相当大的兴趣在应用程序的观点[14]。 In order to study structural changes induced by MnO in phosphate glass network, Mn(II) doped P2O5-ZnO-CaO glass system has been prepared and investigated by means of physical properties, XRD, Tauc’s plots and optical absorption spectroscopy.

实验方法
玻璃样本由传统melt-quench技术。P2O5的起始材料,氧化锌,曹和MnO分析试剂级。这些化学物质被彻底地混合和接地40 minutrd砂浆粉和融化在瓷坩埚放置高温电炉5小时之间的温度范围800 - 1100 oc取决于组成。彻底融化时均质,达到理想的粘度材料倒在一个金属板。准备玻璃退火温度(300°C) 2小时并存储在干燥器前鉴定。x射线衍射模式记录在样品在室温下使用飞利浦的粉末x射线衍射仪。这些眼镜的光学吸收谱记录使用JASCO模型v - 670 UV-VIS-NIR分光光度计。玻璃样品的成分表1中给出。
图像

结果和讨论
无定形材料的密度主要是最简单的物理性质和高度信息如果结构材料可以是定义良好的。原子几何配置的变化,协调数量、交联密度和孔隙空间的维度在玻璃网络确定密度。因此,密度是一个工具,揭示了玻璃结构和组成的变化程度[18]。珍妮弗和Kalinowski[19]报道的模型描述了桥接non-bridging氧气比率作为玻璃组成的函数。平均分子量总是与密度成正比。在目前的调查,平均分子量下降从PMn1to PMn4玻璃样品密度也以类似的方式减少了. .但摩尔体积与MnO内容的增加增加了眼镜。密度和趋势摩尔体积与MnO内容如图1所示。
图像
玻璃结构已经解释的摩尔体积而不是密度,作为前处理离子的空间分布形式的结构。摩尔体积变化量与摩尔组成表明前面的结构性变化,由于玻璃的形成或修改流程网络。眼镜的密度大大降低MnO内容。玻璃网络结构密实度、修改几何配置,和协调的玻璃形成离子变化的主要因素是负责观察密度变化。
表2中的数据,表明减少平均分子量M大大影响折射率和密度和其他物理特性。光学碱度的理论价值(¯Œth)稍微改变了从PMn1玻璃PMn4玻璃。光学碱度的理论价值(¯Œth)显示了玻璃的能力捐赠探针离子负电荷。光学碱度意味着捐赠者的氧化能力高离子阳离子[20]。极化子半径(rp)值已故随着锰含量的增加,然而场强显示完全扭转趋势。所以这两个参数显示环境的变化在目前玻璃系统。从表2中给出的数据,它也可以看到,其他观察来自表玻璃,玻璃的物理性质变化,因此,Mn + 2离子周围的环境在这些眼镜还与成分变化。
在磷酸眼镜,氧化钙介绍作为氧化修饰符。碱土氧化物添加一直负责non-bridging氧离子形成磷酸(NBOs)矩阵。这种类型的离子网络中代表了债券。钙离子与周围的氧离子,通过债券更弱于P-O债券。
图像
上面的图(图2)显示了XRD目前玻璃系统的模式。它有一个广泛的漫散射在不同角度而不是水晶高峰和没有连续或离散的顶点。这反映了非晶玻璃样品的特征。
图像
Mn2 +离子有5个未配对电子的价电子层分布式t2g如轨道哦或Td,对称。在自由离子状态将产生大量的自由离子能量递增的顺序6年代,4 g, 4 p、4 d, 2我2 g, 2 h, 4 f, 2 d, 2 f, f 2, 2, s, 2 d、2 g, 2 p和2 d [21]。图3提出了眼镜的光学吸收光谱的波长区域280 - 600 nm。吸收光谱表现出三个弱乐队集中约为402,448和555海里。MnO内容的增加,所有这些乐队已经逐渐转向红色光谱区域。光学吸收波段观测起源于基态6 a1g四州。这些都是旋转和平价禁止。使用田边Sugano d5电子图,观察到的乐队起源于6 a1g (S)→4如(D), 4 t1g (G), 4 t2g (G)的八面体转换Mn2 +离子,分别[22]。乐队是锋利的,因为这些来自intra-configurational转换。光学吸收谱研究显示在Mn2 +锰离子的存在状态(9,23)。 The type of glasses is very much useful in technological importance like electronic, tunable solid state lasers and fiber optic communication systems [24].
图像
Tauc或Urbach能量块的样品研究了视图。光学带隙值如表3所示随浓度变化的锰含量从3.39到3.58 eV。Urbach能源值在0.23到0.36 eV。较小的值Urbach能源表示,Mn2 +掺杂磷酸眼镜均匀和稳定的(25、26)。在本研究PMn1玻璃Urbach能量的最小值。通知PMn1是最稳定和均匀的玻璃和最小缺陷比PMn2 PMn3和PMn4眼镜[27]。

结论
物理性质的眼镜表示Mn + 2离子周围的环境已经改变了从PMn1glass Pmn4玻璃。摩尔体积的增加价值债券长度或有关国际原子间距。折射率的变化是由于NBO的形成。吸收峰的变化揭示了紫外可见光谱成分的玻璃的依赖。显然这是由于Mn2 +玻璃网络中占据一个网站哦。Tauc情节的样本显示,PMn1玻璃是最稳定和均匀的比剩下的眼镜。PMn1光学碱度高的迹象的新型光学功能材料更高的光学性能。

确认
作者欣然承认UGC DRS水平No.F III计划。530/1 / DRS / 2009 (SAP-I),日期为09-02-2009,DST的拳头项目没有浮置板轨道/ PSI - 002/2011dated DST / 20-12-2011,新德里,物理系,阿奴提供金融援助。

引用
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