Propriétés structurales et optiques de verres et couches minces borates des systèmes TR : Y2O3-Al2O3-B2O3 ET TR:Y2O3-CaO-B2O3 (TR=Nd, Er)

par Cristiane Nascimento

Thèse de doctorat en Physique des matériaux et nanostructures

Sous la direction de Alain Ibanez et de Antonio Carlos Hernandes.

Soutenue en 2007

à l'Université Joseph Fourier (Grenoble) en cotutelle avec l'Université de São Paulo .


  • Résumé

    Dans notre travail, nous avons étudié la structure et les propriétés de luminescence des borates amorphes dopés aux terres rares (TR), contenant de l'yttrium, pour lesquels TR = Nd3+, Er3+. À cette fin, nous avons fabriqué des verres et des couches minces amorphes des systèmes Y2O3 - Al2O3, B2O3 (Y ALB) et Y2O3 - CaO - B2O3 (YCAB), que nous avons étudiés par analyse thermique (DTA, DSC, TG), diffraction de rayons X, spectroscopie vibrationnel1e (Raman et réflectance dans l'infrarouge), photoluminescence et spectroscopie de « m-lines ». Les échantillons massifs ont été synthétisés par les méthodes conventionelles de fusion/mise en forme, et les couches minces via plusieurs étapes de « spin coating » de solutions sol-gel. Les verres Y ALB présentent une température de transition vitreuse (Tg) plus élevée que les verres YCAB, respectivement 707717°C et 613-649°e. Les xerogels Y ALB obtenus à partir des solutions sol-gel présentent également un Tg, entre 713 et 716 °e. Les verres et couches minces dopés à l'erbium présentent une large bande d'émission autour de 54-66 nm pour la transition 4113/2 -> 4115/2 (1530-1535 nm). Une durée de vie maximale de 425 [MU]S a été obtenue pour les verres les moins dopés (0,1 mol%). Les verres dopés au néodyme présentent également une largeur de bande importante (36-40 nm) comparativement aux valeurs typiques pour les verres phosphates (21-25 nm). La spectroscopie m-lines a montré que les couches minces vitreuses dopées à l'erbium se comportent comme des guides d'onde planaires monomodes lorsqu'elles sont déposées sur des substrats de silice, et nous avons obtenus pour celles-ci des indices de réfraction de l'ordre de 1,59-1,65.


  • Résumé

    Ln this work, we studied the structural and luminescent properties of rare earth (RE) doped amorphous borate materials containing yttrium, where RE = Nd'+, Er'+. For this purpose, bulk glasses and amorphous thin films ofthe systems Y,O, - Al,O, - B,O, (Y ALB) and Y,O, - CaO - B,O, (YCAB) were produced and their properties were investigated by thermal analysis (OTA, OSC, TG), x-ray diffraction, vibration al spectroscopy measurements (Raman and infrared reflectance), photoluminescence and m-lines spectroscopy. The bulk samples were synthesized by the conventional melting/molding method and the multilayer thin films were obtained by spin-coating sol-gel solutions. The Y ALB g1asses exhibited a higher glass transition temperature (Tg) than the YCAB glasses, 707 - 717°C and 613 - 649°C, respectively. The YALB xerogels obtained from the sol-gel solutions also presented a Tg, between 713-716°e. The glasses and thin films presented a complex borate structure, composed by a variety of superstructural units, such as metaborate rings and chains, pyroborate and orthoborate units. We found that the erbium doped glas ses and thin films presented a broad band emission of about 54 - 66 nm for the 411312 --> 4115/2 transition (1530 - 1535 nm). A maximum radiative lifetime of 425 Jls was obtained for the less doped glass samples (0,1 mol%). The neodymium doped glasses also presented a large bandwidth (38 nm), larger than values found for phosphate glasses (21-25 nm). The m-lines spectroscopy showed that the erbium glassy thin films behave as planar monomode waveguides when deposited on silica substrates, and the obtained refraction indices were about 1,59 - 1,65.

Consulter en bibliothèque

La version de soutenance existe sous forme papier

Informations

  • Détails : 1 vol. (170 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. 184 réf.

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Service interétablissements de Documentation (Saint-Martin d'Hères, Isère). Bibliothèque universitaire de Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TS07/GRE1/0101/D
  • Bibliothèque : Service interétablissements de Documentation (Saint-Martin d'Hères, Isère). Bibliothèque universitaire de Sciences.
  • Disponible sous forme de reproduction pour le PEB
  • Cote : TS07/GRE1/0101
Voir dans le Sudoc, catalogue collectif des bibliothèques de l'enseignement supérieur et de la recherche.