خواص نوری لایه های نازک شیشه کالکوژناید ga1as39s60 آلاییده با عنصر er به روش پوشش دهی چرخشی

لایه نشانی چرخشی شیشه های کالکوژناید، روشی مقرون به صرفه و منعطف برای ساخت لایه های نازک مورد استفاده در حوزه فوتونیک است. در این تحقیق لایه های نازک شیشه کالکوژناید ga1as39s60 آلاییده با 1% اتمی er به روش پوشش دهی چرخشی لایه نشانی شدند. شیشه ی اولیه در آمپول های کوارتزی و با استفاده از روش مرسوم ذوب از عناصر اولیه ( دمای c° 650 و مدت hr 15) در کوره نوسانی و کوئنچ تهیه شدند. برای تهیه ی فیلم ها از دو حلال اتیلن دی آمین (eda) و پروپیل آمین (pa) استفاده شد. از لام های شیشه ای (ضریب شکست 51/1) به عنوان زیرلایه استفاده شد. لایه ها پس از پوشش دهی چرخشی (rpm 2000 به مدت s90) در دو مرحله در دمای c° 60 تحت اتمسفر خلاء و دمای c° 150 تحت اتمسفر نیتروژن عملیات حرارتی شدند. خواص نوری لایه ها با استفاده از آنالیز uv-vis و ftir بررسی شدند. در نتایج uv-vis، میزان عبور و لبه ی جذب طول موج کوتاه در لایه ی تهیه شده از حلال pa به ترتیب بیشتر و کمتر از لایه ی تهیه شده از حلال eda بود. با استفاده از روش swanepoel ضریب شکست و ضخامت لایه ها به ترتیب در محدوده ی 19/2-96/1 و nm 543-495 محاسبه شدند. با استفاده از برون یابی تائوک، گاف انرژی نوری در محدوده 34/2-16/2 محاسبه شد. نتایج ftir بیانگر میزان حلال eda باقی مانده بالاتری نسبت به pa است. لایه ها در طول موج nm 1550 از خود نشر فوتولومینسانس نشان دادند. طیف raman و نتایج نقشه ی توزیع عناصر در eds نیز بیانگر پخش یکنواخت er در شبکه ی شیشه بود و اثری از خوشه ای شدن er در ساختار مشاهده نشد. با استفاده از تصاویر میکروسکوپ نیروی اتمی (afm)، زبری سطحnm 5/3-3/3 به دست آمد.

Optical properties of Erbium doped Ga1As39S60 chalcogenide glass thin films prepared by spin-coating

Spin-coating of Chalcogenide glasses is a cost-effective and flexible method to produce thin films applicable in photonics. In this paper Er was doped into Ga1As39S60 glass by melt quenching technique and solutions for spin coating were prepared from glass powders dissolved in Propylamine and Ethylendiamine. Substrates used were microscopic slides (refractive index of about 1.51). Applied layers were dried in 60 ℃ vacume for 60 min and then heat treated at 150 ℃ for 60 min in Nitrogen Atmosphere. Influence of solvent type on optical parameters of films and the amount of residual solvent was studied by examining UV visible infrared spectroscopy. According to AFM images, surface roughness of layers was about 3.3-3.5 nm. Although films demonstrated PL emission at 1.55 µm, emission intensity was higher at the films deposited from PA solvent. EDS mapping images showed no clusters of Er within the glass matrix.