MATERIALE FOSFATICE AVANSATE, CU STRUCTURA VITROASA, DOPATE CU PAMANTURI RARE, UTILIZATE IN OPTOELECTRONICA

Rezumat

Proiectul are ca scop modelarea structurii si a proprietatilor optoelectronice ale unor noi materiale vitroase avansate bazate pe sticle fosfatice dopate cu ioni de pamanturi rare, ca materiale de volum (SFVPR) si filme subtiri (SFFPR), obtinute prin metode conventionale si neconventionale. In principal, metoda neconventionala pe cale umeda si metoda sol-gel vor fi aplicate in scopul obtinerii sticlelor fosfatice dopate cu pamanturi rare (SFPR), de volum si, respectiv, filme subtiri. Simularea evolutiei microstructurii in procesul de sinteza si de prelucrare a acestor materiale ca si in timpul functionarii lor in cadrul unor dispozitive optoelectronice, permite imbunatatirea proprietatilor macroscopice ale acestor structuri vitroase. Optimizarea proprietatilor macroscopice permite largirea ariei de utilizare a sticlelor fosfatice dopate cu pamanturi rare, in optoelectronica si fotonica: lasere, ghiduri de unda, materiale fotosensibile, stocare optica (fibre optice), rotatori Faraday, etc.

De asemenea, proiectul vizeaza optimizarea unor proprietati remarcabile ale retelei vitroase fosfatice, precum: transmisie ridicata in domeniul ultraviolet (UV), indice de refractie liniar si neliniar scazut, viscozitate redusa si temperaturi de topire mai scazute in comparatie cu sticlele silicatice, capacitate crescuta de a ingloba ioni de pamanturi rare datorita unor efecte de structura locala si a solubilitatii ridicate a ionilor de pamanturi rare, eficienta marita a transferului energetic in sticlele fosfatice codopate (dopate cu perechi de ioni de pamanturi rare). Modele predictibile vor reduce eforturile de realizare a materialelor vitroase avansate, cu utilizari in dispozitive fotonice si optoelectronice. Caracterizarea optica si structurala a acestor materiale, metodele de proiectare si tehnicile de simulare vor fi aplicate in scopul investigarii aprofundate a fenomenelor care au loc in matricea vitroasa fosfatica si, in particular, in relatia structura-proprietati la nivele diferite (micro si macro). Cercetarea avansata va permite cresterea fiabilitatii acestor materiale in corelare cu utilizarile lor in optoelectronica. Astfel, ca tehnici de investigare vor fi utilizate metodele spectroscopice in domeniul ultraviolet-vizibil-infrarosu apropiat (UV-VIS-NIR), in domeniul infrarosu cu transformata Fourier (FTIR), Raman si fluorescenta, microscopia atomica cu forta (AFM), indicele de refractie, microscopia electronica de baleiaj (SEM) si microscopia electronica de transmisie (TEM), microscopia cu forta atomica (AFM) ca si metodele de caracterizare termica si reologica (coeficient de dilatare termica, temperaturi caracteristice: temperatura inferioara si superioara de recoacere, temperatura de inmuiere, temperatura tranzitiei vitroase) si dependenta viscositatii de temperatura.

Validarea rezultatelor modelarii si simularii corelate cu utilizarile in optoelectronica ale acestor materiale ca si evaluarea economica, energetica si de mediu a metodelor de sinteza constituie o alta directie de cercetare.