Bizmutom dopované hlinitanové sklá s gelenitovou matricou

Riešiteľ: M. Majerová

Hlinitanové sklá sú zaujímavé z hľadiska ich základnej štruktúry. Hlavným sieťotvorným prvkom v nich je hliník, kým v bežných sklách je to napr. kremík. Hlinitanové sklá majú výborné mechanické vlastnosti, výbornú odolnosť voči korózií, vykazujú lepšiu svetelnú a tepelnú odolnosť a lepšiu svetelnú vodivosť ako klasické kremičitanové sklá. Ďalšou dôležitou vlastnosťou týchto skiel je, že sú priepustné pre ultrafialové, viditeľné a infračervené žiarenie a preto môžu byť použité ako hostiteľské matrice pre opticky aktívne látky. Dopovaním vhodnými prvkami z kovov vzácnych zemín s fotoluminiscenčnými vlastnosťami nachádzajú uplatnenie ako luminofory v polovodičových laseroch, optických kábloch a LED diódach. Použitie prvkov vzácnych zemín v poslednej dobe ohrozuje bezproblémovú výrobu LED diód, v dôsledku prudkého nárastu ich cien, nedostatku na trhu a obmedzenými surovinovými zdrojmi. Preto je dôležité, aby sa pre výrobu fluorescenčných materiálov vyvinuli postupy a technológie, ktoré nevyžadujú použitie iónov vzácnych zemín. Jedným riešením je použitie iónov prechodných kovov, ktoré sú opticky aktívne. Gelenitové sklá patria do skupiny vápenato-hlinitanokremičitanových skiel, ktoré tvoria podskupinu hlinitanových skiel. Boli sledované optické vlastnosti gelenitových sklených mikroguľôčok, ktoré boli opticky aktivované prídavkom Bi. Bolo zistené, že pripravené sklá emitujú svetlo vo viditeľnej, hlboko-červenej a v blízkej infračervenej oblasti spektra, čo dokazuje, že Bi je zabudovaný do štruktúry gelenitu v troch oxidačných stupňoch: Bi³⁺, Bi²⁺ a Bi⁺.

Súvisiace projekty:

• VEGA 2/0164/17.

Výsledok bol dosiahnutý v spolupráci s Centrom kompetencie pre výskum skla VITRUM LAUGARICIO a Centrom pre funkčné a povrchovo funkcionalizované sklá FunGlass, Trenčianskej univerzity Alexandra Dubčeka v Trenčíne.

 

Publikácia:

MAJEROVÁ, Melinda – KLEMENT, R. – PRNOVÁ, A. – KRAXNER, J. – BRUNEEL, E. – GALUSEK, D. Crystallization and visible–near-infrared luminescence of Bi-doped gehlenite glass. In Royal Society Open Science, 2018, vol. 5, no. 12, p. 181667. ISSN 2054-5703. (2.504-IF2017), Q1.