Studying the properties of Gd₂O₃–WO₃–CaO–SiO₂–B₂O₃ glasses doped with Tb³⁺

• Published in: Semiconductor Physics Quantum Electronics & Optoelectronics
• Date: 2020
• Main Authors: Nawarut Jarucha, Nuanthip Wantana, Thanapong Sareein, Jakrapong Kaewkhao
• Format: Article
• Language: English
• Published: Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України 2020
• Subjects: Semiconductor Physics
• Online Access: https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/215856
• Journal Title: Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
• Cite this: Studying the properties of Gd₂O₃–WO₃–CaO–SiO₂–B₂O₃ glasses doped with Tb³⁺ / Nawarut Jarucha, Nuanthip Wantana, Thanapong Sareein, Jakrapong Kaewkhao // Semiconductor Physics Quantum Electronics & Optoelectronics. — 2020. — Т. 23, № 3. — С. 276-281. — Бібліогр.: 16 назв. — англ.

The gadolinium tungsten calcium silicon borate glasses doped with Tb³⁺ were prepared using the melt quenching technique to study physical, absorption, and luminescence properties. The results show that doping with Tb₂O₃ in high concentrations makes the glass density more likely to increase. The absorption spectra indicate the photon absorption of Tb³⁺ in the visible and near infrared ranges. The emission spectra of these glasses have been recorded under 275 nm (Gd³⁺) and 377 nm (Tb³⁺) excitation wavelengths, and it has been observed that these glasses show bright green emission. From the emission spectra, Tb³⁺ doped glasses perform the strongest emission with the wavelength 544 nm. The optimum concentration of Tb³⁺ with the strongest emission in Gd₂O₃–WO₃–CaO–SiO₂–B₂O₃ is 1.50 mol.%. CIE 1931 chromaticity investigation shows that Tb³⁺ doped glasses emit light with a yellowish-green color. Tb³⁺-doped glasses have the interesting potential to further development for use as a laser medium in yellowish green solid-state lasers. Стекла оксидів гадолінію, вольфраму, кальцію, кремнію, бору, леговані Tb³⁺, готували за допомогою методики раптового охолодження розплаву для вивчення фізичних, абсорбційних та люмінесцентних властивостей. Результати показують, що легування Tb₂O₃ у високій концентрації зумовлює тенденцію до збільшення густини скла. Спектри поглинання вказують на фотонне поглинання Tb³⁺ у видимому та близькому інфрачервоному діапазонах спектра. Спектри випромінювання цих стекол реєстрували при хвилях збудження 275 нм (Gd³⁺) та 377 нм (Tb³⁺) і було помічено, що ці стекла демонструють яскраву зелену емісію. Із спектрів випромінювання леговані Tb³⁺-стекла виявляють найсильнішу емісію з довжиною хвилі 544 нм. Оптимальна концентрація Tb³⁺ при найсильнішій емісії у Gd₂O₃–WO₃–CaO–SiO₂–B₂O₃ становить 1,50 мол.%. Дослідження хроматичності CIE 1931 показує, що леговані Tb3+ стекла випромінюють світло жовтувато-зеленого кольору. Леговані Tb³⁺-стекла мають потенціал, цікавий для подальшого розвитку та використання як лазерне середовище в жовтувато-зелених твердотільних лазерах.