Eu+3 katkılı borat camlarının optik ve lüminesans özelliklerinin fotonik uygulamalar açısından araştırılması

Günümüzde katıhal lazerler, optik dedektörler, ışık yayan diyotlar (LED), renkli ekranlar, güneş pilleri gibi önemli uygulama alanlarına sahip nadir toprak iyonları katkılı cam malzemelerin tasarımı ve geliştirilmesi büyük önem kazanmıştır. İlerleyen fotonik teknolojisi ile bu alanların ihtiyaç duyduğu optimum özelliklere sahip malzemeler ve bunların yapısal, optik ve lüminesans özellikleri üzerine araştırmalar giderek artmaktadır. Nadir toprak iyonu katkılı cam malzemeler arasında evropiyum katkılı olanlar, yalın enerji seviyeleri, dar yayınlanma bandları, duyarlı kırmızı renkteki yayınlanmaları ve uzun bozunma zamanları gibi özellikleri nedeniyle optik aygıtlar için en uygun malzemelerdendir. Oksit cam ailesinde yer alan ve güçlü cam yapıcı özelliği başta olmak üzere, üretimindeki kolaylık, yüksek geçirgenlik ve yüksek miktarda nadir toprak iyonu katkısının yapılabilmesi gibi özelliklerinden dolayı öne çıkan borat (B2O3) camları, bu çalışmada ana cam matrisi olarak seçilmiştir. Bi2O3, Al2O3 ve Li2O eklenerek elde edilen (65-x)B2O3-10Bi2O3-15Li2O-10Al2O3-xEu2O3 (% mol) kompozisyonuna sahip malzemeler eritme-tavlama yöntemiyle sentezlenmiştir. Malzemelerin yapısal, optik ve lüminesans özellikleri X-ışını toz kırınımı, Fourier dönüşümlü kırmızıaltı, soğurma, geçirgenlik, fotolüminesans, bozunma zamanı ve renk koordinat ölçümleri ile belirlenmiştir. Geçiş olasılıkları, bozunma zamanları, dallanma oranı ve yayınlanma tesir kesiti gibi önemli ışıma özellikleri Judd-Ofelt teorisi ışığında hesaplanmıştır. Örneklerin kırmızı LED ve kırmızı lazerler gibi fotonik uygulamalarda kullanılabilirliği araştırılmıştır.