量子點光器件用Pb摻雜硫系玻璃研究.pdf

1、量子點材料，由于其獨特的光電性能可應(yīng)用于各類光通信器件，是今后新一代光通信材料的一個重要研究方向。硫系玻璃擁有著非常優(yōu)良的光學(xué)特性和半導(dǎo)體性能而受到人們的廣泛關(guān)注。本文采用熔融-淬冷法制備Ge-S-Pb、Ge-Ga-S-Pb和Ge-Sb-S-Pb硫系玻璃，再經(jīng)熱處理以期制備出紅外透明的量子點摻雜硫系玻璃陶瓷，系統(tǒng)研究了玻璃組成、結(jié)構(gòu)、基本物理性能及相關(guān)性，著重研究了硫系玻璃的析晶動力學(xué)和晶化機理，為今后量子點摻雜硫系玻璃的設(shè)計與制備提供

2、實驗依據(jù)和理論指導(dǎo)：
　　（1）確定了Ge-S-Pb三元體系成玻區(qū)，該系統(tǒng)成玻范圍較小，最高 Pb的含量為23mol％。研究了該體系的熱學(xué)特性、密度、維氏硬度和透過率，并結(jié)合拉曼光譜討論微觀結(jié)構(gòu)演變。通過分析樣品的拉曼光譜的變化可以得出Pb的引入（Ge相應(yīng)含量的減少）不同程度地破壞了玻璃中的[GeS4]和[S3 Ge-GeS3]單元結(jié)構(gòu)，從而導(dǎo)致了T g、H′和Hv等一些基本物理性能的變化。此外，在制備玻璃的淬冷過程中，也直接得到

3、了某些組分的微晶玻璃。這些樣品的機械性能比玻璃樣品更優(yōu)，且具有良好的光學(xué)性能，可應(yīng)用于紅外光器件方面。在對Ge38.5 S56.5 Pb5樣品熱處理中，結(jié)合析晶動力學(xué)對晶化行為進行了分析，表明網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中有著較低活化能的基團更容易析出晶體，且歸屬了DSC部分析晶峰對應(yīng)的晶相。
　?。?）制備了80GeS2-20Ga2 S3摻雜PbS的硫系玻璃，在表征并分析PbS對玻璃的熱學(xué)性質(zhì)影響后，選擇了樣品95(0.8GeS2-0.2Ga2 S

4、3)-5PbS(GGS-5)進行熱處理研究其析晶行為。制得的紅外硫系玻璃陶瓷在機械性能和抗裂紋延伸能力得到了提高。XRD結(jié)果顯示在玻璃基質(zhì)中析出了Ga2S3和GeS2晶體。與80GeS2·20Ga2S3樣品相比較，GGS-5中引入的PbS促使[S3 Ga-GaS3]的破裂而形成了非橋硫[GaS4]四面體。這種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的改變使得 GeS2和Ga2 S3晶體更容易析出。這也表明了PbS的引入很大程度上影響了Ge-Ga-S硫系玻璃的析晶行為。