Verres et vitrocéramiques de chalcogénures : nouveau procédé de synthèse et dopage par les ions lanthanides

Chalcogenide glasses and glass-ceramics : a new synthesis process and doping with lanthanide ions

• Auteur / Autrice : Erwan Guillevic
• Direction : Jean-Luc Adam, Xiang Hua Zhang
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie
• Date : Soutenance en 2009
• Etablissement(s) : Rennes 1
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la matière (Rennes ; 1996-2016)
• Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : Université européenne de Bretagne (2007-2016)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Propriétés optiques

Terres rares

Vitrocéramique

Synthèse (chimie)

Verre

Chalcogénures

Résumé

D’une part, cette étude a montré que la substitution du sélénium par du soufre dans un système vitreux sans germanium, permet d’améliorer les propriétés optiques et thermiques du verre sans en compromettre la tenue mécanique. De plus, la possibilité de synthétiser de manière reproductible du verre de chalcogénure en système ouvert a été démontrée. D’autre part, sous l’effet d’un traitement thermique, un phénomène de cristallisation en deux étapes a été mis en évidence sur un verre à base de soufre. Les ions erbium, dont l’effet nucléant sur ce verre s’est avéré être supérieur à celui des ions néodyme, peuvent être incorporés dans les phases cristallines, ce qui exacerbe leur luminescence. Il a enfin été démontré que le codopage par des ions ytterbium de vitrocéramiques de sulfures contenant de l’erbium augmente la fluorescence par upconversion de ces derniers.

This study has shown that substitution of selenium by sulfur in a germanium-free glass improves its optical properties without decreasing its mechanical strength. It has also been proven that it is possible to synthesize chalcogenide glasses reproducibly in an open system. Structural investigations carried out on a sulfide glass system submitted to a heat treatment indicate a two-step crystallization process. Erbium ions, whose nucleating action on this glass appeared to be stronger than the action of neodymium ions, can be incorporated in the crystalline phases, which leads to stronger light emission peaks in the glass-ceramics compared to the base glass. Adding ytterbium to erbium doped sulfide glass-ceramics increases visible light emission of the erbium ions by upconversion if they are pumped in the near infrared.