Ge25Sb10Se65-xSx硫系玻璃的光學(xué)和熱力學(xué)性能研究

尹寧寧,常芳娥,許軍鋒,堅增運,揚子江

(西安工業(yè)大學(xué)，陜西省光電功能材料與器件重點實驗室，西安 710021)

硫系玻璃是由一種或者多種硫族元素(除氧和钚之外)作為結(jié)構(gòu)形成體與其他電負性較弱的元素(銻、錫、鎵等)反應(yīng)形成的非晶態(tài)材料[1-2]。硫系玻璃因其優(yōu)良的半導(dǎo)體性質(zhì)和良好的紅外透過性能，在夜視槍瞄、紅外肩扛導(dǎo)彈、戰(zhàn)機夜視巡航、汽車夜視和安防監(jiān)控等現(xiàn)代紅外熱成像系統(tǒng)[3-4]和光子晶體光纖[5]等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。

目前，有關(guān)三元系Ge-Se-Sb硫系玻璃的物理、光學(xué)和熱學(xué)性質(zhì)已得到了充分研究[6-8]。同時，由于Ge-Sb-S硫系玻璃具有較好的紅外透過性能，較高的三階非線性系數(shù)等性能而被廣泛關(guān)注[9-11]。文獻[12]的研究表明，硫化物、硒化物和碲化物玻璃是相容的，并且可以制備高質(zhì)量穩(wěn)定的混合硫化物-硒化物玻璃。對于未充分開發(fā)的四元玻璃體系，它可以為未來紅外玻璃提供新的應(yīng)用可能性，且還可以增強現(xiàn)有材料的某些性能(如改善Ge-Sb-S玻璃的熱穩(wěn)定性等)。文獻[13-14]分析了Se的含量與玻璃的光學(xué)帶隙和三階非線性光學(xué)特性之間的關(guān)系，并利用喇曼光譜分析了玻璃的結(jié)構(gòu)與其光學(xué)特性之間的關(guān)系。文獻[15]探索了Ge-Sb-Se-S玻璃結(jié)構(gòu)與物理性質(zhì)變化之間的關(guān)系，認為物理性質(zhì)的變化主要是由S-Ge(Sb)和Se-Ge(Sb)之間化學(xué)鍵的強度差異所引起。眾所周知，玻璃的質(zhì)量及其穩(wěn)定性是玻璃在高科技應(yīng)用中使用的關(guān)鍵因素。然而，有關(guān)玻璃質(zhì)量、穩(wěn)定性和熱力學(xué)性能之間相互影響的研究還鮮有報道。……