Примесное поглощение ионами меди(II) в вольфрамсодержащем теллуритно-цинкатном стекле

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Для стеклообразной матрицы состава (TeO2)0.72(ZnO)0.18(WO3)0.10, легированной ионами Cu2+ в диапазоне концентраций от 75 до 2400 ppm, исследовано оптическое пропускание в интервале длин волн 350–2400 нм. На спектрах присутствует интенсивная полоса поглощения с максимумом при ~ 810 нм. Для серии образцов стекол с добавление различной концентрации меди установлена спектральная зависимость ее удельного коэффициента поглощения во всей области прозрачности, в максимуме полосы рассчитанное значение составило 4910 ± 20 дБ/(км ppm).

About the authors

Z. K. Nosov

Nizhny Novgorod State University named after N. I. Lobachevsky

Email: zaharnosov97@gmail.com
23 Gagarina Avenue, Nizhny Novgorod, 603022 Russia

O. A. Zamyatin

Nizhny Novgorod State University named after N. I. Lobachevsky

23 Gagarina Avenue, Nizhny Novgorod, 603022 Russia

M. V. Krasnov

Nizhny Novgorod State University named after N. I. Lobachevsky

23 Gagarina Avenue, Nizhny Novgorod, 603022 Russia

References

  1. Stanworth J.E. Tellurite Glasses // Nature. 1952. V. 169. № 4301. P. 581–582. https://doi.org/10.1038/169581b0
  2. El-Mallawany R.A.H. Tellurite Glasses Handbook. CRC Press, 2016.
  3. El-Mallawany R.A.H. Tellurite Glass Smart Materials. Cham: Springer, 2018.
  4. Bürger H., Vogel W., Kozhukharov V. IR Transmission and Properties of Glasses in the TeO2–[RnOm, RnXm, Rn(SO4)m, Rn(PO3)m and B2O3] Systems // Infrared Phys. 1985. V. 25. № 1–2. P. 395–409. https://doi.org/10.1016/0020-0891(85)90114-9
  5. Hrabovsky J., Strizik L., Desevedavy F., Tazlaru S., Kucera M., Nowak L., Krystufek R., Mistrik J., Dedic V., Kopecky V., Gadret G., Wagner T., Smektala F., Veis M. Optical, Magneto-Optical Properties and Fiber-Drawing Ability of Tellurite Glasses in the TeO2–ZnO–BaO Ternary System // J. Non-Cryst. Solids. 2024. V. 624. P. 122712. https://doi.org/10.1016/j.jnoncrysol.2023.122712
  6. Sekiya T., Mochida N., Ohtsuka A., Tonokawa M. Normal Vibrations of Two Polymorphic Forms of TeO2 Crystals and Assignments of Raman Peaks of Pure TeO2 Glass // J. Ceram. Assoc. Jpn. 1989. V. 97. № 1132. P. 1435–1440. https://doi.org/10.2109/jcersj.97.1435
  7. Stegeman R., Jankovic L., Kim H., Rivero C., Stegeman G., Richardson K., Delfyett P., Guo Y., Schulte A., Cardinal T. Tellurite Glasses with Peak Absolute Raman Gain Coefficients up to 30 Times That of Fused Silica // Opt. Lett. 2003. V. 28. № 13. P. 1126–1128. https://doi.org/10.1364/OL.28.001126
  8. Tagiara N.S., Palles D., Simandiras E.D., Psycharis V., Kyritsis A., Kamitsos E.I. Synthesis, Thermal and Structural Properties of Pure TeO2 Glass and Zinc-Tellurite Glasses // J. Non-Cryst. Solids. 2017. V. 457. P. 116–125. https://doi.org/10.1016/j.jnoncrysol.2016.11.033
  9. Mori A., Ohishi Y., Sudo S. Erbium-Doped Tellurite Glass Fibre Laser and Amplifier // Electron. Lett. 1997. V. 33. № 10. P. 863–864. https://doi.org/10.1049/el:19970585
  10. Richards B., Jha A., Tsang Y., Binks D., Lousteau J., Fusari F., Lagatsky A., Brown C., Sibbett W. Tellurite Glass Lasers Operating Close to 2 μm // Laser Phys. Lett. 2010. V. 7. № 3. P. 177–193. https://doi.org/10.1002/lapl.200910131
  11. Wang J.S., Machewirth D.P., Wu F., Snitzer E., Vogel E.M. Neodymium-Doped Tellurite Single-Mode Fiber Laser // Opt. Lett. 1994. V. 19. № 18. P. 1448–1449. https://doi.org/10.1364/OL.19.001448
  12. Manning S., Ebendorff-Heidepriem H., Monro T.M. Ternary Tellurite Glasses for the Fabrication of Nonlinear Optical Fibres // Opt. Mater. Express. 2012. V. 2. № 2. P. 140. https://doi.org/10.1364/OME.2.000140
  13. O’Donnell M.D., Richardson K., Stolen R., Rivero C., Cardinal T., Couzi M., Furniss D., Seddon A.B. Raman Gain of Selected Tellurite Glasses for IR Fibre Lasers Calculated from Spontaneous Scattering Spectra // Opt. Mater. 2008. V. 30. № 6. P. 946–951. https://doi.org/10.1016/j.optmat.2007.05.010
  14. Moiseev A.N., Dorofeev V.V., Chilyasov A.V., Kraev I.A., Churbanov M.F., Kotereva T.V., Pimenov V.G., Snopatin G.E., Pushkin A.A., Gerasimenko V.V., Kosolapov A.F., Plotnichenko V.G., Dianov E.M. Production and Properties of High Purity TeO2–ZnO–Na2O–Bi2O3 and TeO2–WO3–La2O3–MoO3 Glasses // Opt. Mater. 2011. V. 33. № 12. P. 1858–1861. https://doi.org/10.1016/j.optmat.2011.02.042
  15. Dorofeev V.V., Moiseev A.N., Churbanov M.F., Snopatin G.E., Chilyasov A.V., Kraev I.A., Lobanov A.S., Kotereva T.V., Ketkova L.A., Pushkin A.A., Gerasimenko V.V., Plotnichenko V.G., Kosolapov A.F., Dianov E.M. High-Purity TeO2–WO3–(La2O3, Bi2O3) Glasses for Fiber-Optics // Opt. Mater. 2011. V. 33. № 12. P. 1911–1915. https://doi.org/10.1016/j.optmat.2011.03.032
  16. Снопатин Г.Е., Плотниченко В.Г., Волков С.А., Дорофеев В.В., Дианов Е.М., Чурбанов М.Ф. Коэффициент экстинкции Ni2+ в стекле (TeO2)0.78(WO3)0.22 // Неорган. материалы. 2010. Т. 46. № 8. С. 1016–1019.
  17. Thomas R.L., Hari M., Nampoori V.P.N., Radhakrishnan P., Thomas S. Two Photon Absorption in TeO2–ZnO Glass at Different Laser Irradiances // IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng. 2015. V. 73. P. 12090. https://doi.org/10.1088/1757-899X/73/1/012090
  18. Замятин О.А., Чурбанов М.Ф., Плотниченко В.Г., Сибиркин А.А., Федотова И.Г., Гаврин С.А. Удельный коэффициент поглощения меди в стекле (TeO2)0.80(MoO3)0.20 // Неорган. материалы. 2015. Т. 51. № 12. С. 1380. https://doi.org/10.7868/S0002337X15110160
  19. Zamyatin O.A., Plotnichenko V.G., Churbanov M.F., Zamyatina E.V., Karzanov V.V. Optical Properties of Zinc Tellurite Glasses Doped with Cu2+ Ions // J. Non-Cryst. Solids. 2018. V. 480. P. 81–89. https://doi.org/10.1016/j.jnoncrysol.2017.08.025
  20. Замятин О.А., Лексаков Д.А., Носов З.К. Примесное поглощение ионами меди(II) в молибденсодержащем теллуритно-цинкатном стекле // Неорган. материалы. 2021. Т. 57. № 11. C. 1246–1252. https://doi.org/10.31857/S0002337X21110142
  21. Краснов М.В., Замятин О.А. Примесное поглощение ионами меди(II) в висмутсодержащем теллуритно-цинкатном стекле // Неорган. материалы. 2023. Т. 59. № 5. C. 540–547. https://doi.org/10.31857/S0002337X23050093
  22. Чукуров П.М. Меди оксиды // Химическая энциклопедия. В 5 т. 1990. C. 669–670.
  23. Lupu A. Thermogravimetry of Copper and Copper Oxides (Cu2O–CuO) // J. Therm. Anal. 1970. Т. 2. № 4. C. 445–458. https://doi.org/10.1007/bf01911613
  24. Zhu X., Wang Z., Su X., Vilarinho P.M. New Cu3TeO6 Ceramics: Phase Formation and Dielectric Properties // ACS Appl. Mater. Interfaces. 2014. V. 6. № 14. P. 11326–11332. https://doi.org/10.1021/am501742z
  25. Gospodinov G.G. Phase States of Copper Orthotellurates in an Aqueous Medium and in Thermolysis // J. Mater. Sci. Lett. 1992. V. 11. № 21. P. 1460–1462. https://doi.org/10.1007/BF00729664
  26. Kivelson D., Neiman R. ESR Studies on the Bonding in Copper Complexes // J. Chem. Phys. 1961. V. 35. № 1. P. 149–155. https://doi.org/10.1063/1.1731880
  27. Siegel I., Lorenc J.A. Paramagnetic Resonance of Copper in Amorphous and Polycrystalline GeO2 // J. Chem. Phys. 1966. V. 45. № 6. P. 2315–2320. https://doi.org/10.1063/1.1727927
  28. Klonkowski A. The Structure of Sodium Aluminosilicate Glass // Phys. Chem. Glasses. 1983. V. 24. № 6. P. 166–171.
  29. Duran A., Fernandz Navarro J.M. The Colouring of Glass by Cu2+ Ions // Phys. Chem. Glasses. 1985. V. 26. № 4. С. 125–131.
  30. Hu X.-F., Wu S.-Y., Li G.-L., Zhang Z.-H. Theoretical Investigations of the Spin Hamiltonian Parameters and Local Tetragonal Distortions for Cu2+ in Crystalline and Amorphous TeO2 and GeO2 // Mol. Phys. 2014. V. 112. № 19. P. 2627–2632. https://doi.org/10.1080/00268976.2014.901566
  31. Dong H.-N., Zhang R. Theoretical Studies of the Electron Paramagnetic Resonance Parameters and Local Structures for Cu2+ in (100–2x)TeO2–xAg2O–xWO3 Glasses // Rev. Mex. Fís. 2021. V. 67. № 1. P. 1–6. https://doi.org/10.31349/RevMexFis.67.1
  32. Ramadevudu G., Shareefuddin M., Sunitha Bai N., Lakshmipathi Rao M., Narasimha Chary M. Electron Paramagnetic Resonance and Optical Absorption Studies of Cu2+ Spin Probe in MgO–Na2O–B2O3 Ternary Glasses // J. Non-Cryst. Solids. 2000. V. 278. № 1–3. P. 205–212. https://doi.org/10.1016/S0022-3093(00)00255-6
  33. Gayathri P.P., Vijaya K.R., Chandra M.V. Characterization of ZnO Based Boro Tellurite Glass System // Phys. Chem. Glasses: Eur. J. Glass Sci. Technol. B. 2016. V. 57. № 2. P. 104–110. https://doi.org/10.13036/17533562.57.2.013
  34. Okasha A., Marzouk S.Y., Abdelghany A.M. Design a Tunable Glasses Optical Filters Using CuO Doped Fluoroborate Glasses // Opt. Laser Technol. 2021. V. 137. P. 106829. https://doi.org/10.1016/j.optlastec.2020.106829
  35. Sreedhar B., Rao J.L., Lakshman S.V.J. Electron Spin Resonance and Optical Absorption Spectra of Cu2+ Ions in Alkali Zinc Borosulphate Glasses // J. Non-Cryst. Solids. 1990. V. 124. № 2–3. P. 216–220. https://doi.org/10.1016/0022-3093(90)90265-N
  36. Narendra G.L., Sreedhar B., Rao J.L., Lakshman S.V.J. Electron Spin Resonance and Optical Absorption Spectra of Cu2+ Ions in Na2SO4–ZnSO4 Glasses // J. Mater. Sci. 1991. V. 26. № 19. P. 5342–5346. https://doi.org/10.1007/BF01143231
  37. Upender G., Devi C.S., Kamalaker V., Mouli V.C. The Structural and Spectroscopic Investigations of Ternary Tellurite Glasses, Doped with Copper // J. Alloys Compd. 2011. V. 509. № 19. P. 5887–5892. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2011.03.001
  38. Upender G., Prasad M., Mouli V.C. Vibrational, EPR and Optical Spectroscopy of the Cu2+ Doped Glasses with (90-x)TeO2–10GeO2–xWO3 (7.5 ≤ x ≤ 30) Composition // J. Non-Cryst. Solids. 2011. V. 357. № 3. P. 903–909. https://doi.org/10.1016/j.jnoncrysol.2010.12.001
  39. Kamalaker V., Upender G., Prasad M., Chandra Mouli V. Infrared, ESR and Optical Absorption Studies of Cu2+ Ions Doped in TeO2–ZnO–NaF Glass System // Phys. Chem. Glasses: Eur. J. Glass Sci. Technol. B. 2010. V. 48. № 10. С. 709–715.
  40. Newns G.R., Pantelis P., Wilson J.L., Uffen R.W.J., Worthington R. Absorption Losses in Glasses and Glass Fibre Waveguides // Opt. Electron. 1973. V. 5. № 4. P. 289–296. https://doi.org/10.1007/BF02057128
  41. Spierings G.A.C.M. Optical Absorption of Transition Metals in Alkali Lime Germanosilicate Glasses // J. Mater. Sci. 1979. V. 14. № 10. P. 2519–2521. https://doi.org/10.1007/BF00737045
  42. Keppler H. Crystal Field Spectra and Geochemistry of Transition Metal Ions in Silicate Melts and Glasses // Am. Mineral. 1992. V. 77. № 1–2. P. 62–75.
  43. France P.W., Carter S.W., Williams J.R. Effects of Atmosphere Control on the Oxidation States of 3d Transition Metals in ZrF4 Based Glasses // MSF. 1985. V. 5–6. P. 353–359. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/MSF.5-6.353

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».