Frequency conversion in oxide glasses doped with rare earths

Project leaders

Massimo Brenci, Ulises Sinhue Alejandro Caldino Garcia

Agreement

MESSICO - CONACYT-expired - Consejo Nacional de Ciencia y Tecnologia

Call

CNR/CONACYT 2012-2014

Department

Materials and Devices

Thematic area

Physical sciences and technologies of matter

Status of the project

Extended

Report for renewal

report-2009-2011.pdf

Research proposal

La proposta riguarda il proseguimento dello studio, della realizzazione e della caratterizzazione ottica e spettroscopica di materiali in grado di emettere luce bianca tramite la generazione dei tre colori principali (rosso, verde, blu). Saranno utilizzati vetri ossidi alluminosilicati di sodio-potassio-zinco drogati con Tb3+/Eu3+ o Ce3+/Dy3, prodotti per fusione degli ossidi, e film sottili amorfi di allumina drogati con Tb3+/Eu3+ o Tb3+/Sm3+, ottenuti per pirolisi a spruzzo (spray pyrolysis). Sia i vetri che i film saranno caratterizzati in maniera approfondita, utilizzando spettroscopia di fotoluminescenza, spettroscopia Raman, e tecniche di indagine strutturale. Si intende fabbricate guide ottiche multimodali adatte alla realizzazione di dispositivi ottici integrati, utilizzando sia lo scambio ionico nei vetri che la deposizione con tecnica sol-gel. Sarà infine studiata l'applicazione dei fenomeni di conversione di frequenza nei materiali sintetizzati al filtraggio dello spettro solare, con l'obiettivo di aumentare l'efficienza di celle solari al silicio.

Research goals

1. Sintesi di nuovi materiali attivati da ioni di terre rare: a) vetri zinco-alluminosilicati ottenuti per fusione degli ossidi; b) film sottili amorfi di ossido di alluminio; c) film sottili amorfi o vetroceramici di ossido di silicio ed afnio.
2. Misura delle proprietà ottiche (assorbimento, indice di rifrazione, dispersione cromatica) dei materiali fabbricati.
3. Analisi, mediante misure di fotoluminescenza, dei vetri e film sintetizzati, e calcolo delle coordinate cromatiche nel diagramma CIE (Commission Internationale de l'Eclairage).
4. Realizzazione di guide ottiche multimodali, sia mediante scambio ionico nei vetri massivi, che attraverso deposizione di film sottili (mediante spray pyrolysis o sol-gel).
5. Analisi delle curve di decadimento della fotoluminescenza e misure di spettroscopia Raman, allo scopo di caratterizzare in maniera completa le proprietà fotoluminescenti dei materiali sotto indagine.
6. Ottimizzazione della composizione dei vetri/film, per quanto riguarda le concentrazioni degli ioni di terre rare, allo scopo di ottenere, dietro eccitazione da un diodo laser nell'ultravioletto, emissione di luce bianca con coordinate cromatiche vicine a x= y= 0,33.
7. Valutazione della resa cromatica mediante calcolo del CRI (Colour Rendering Index).
8. Valutazione comparativa dell'uso di fosfori costituiti da lamine di vetro attivato rispetto all'uso di film sottili depositati direttamente su LED o su substrati di vetro (come nel caso di display).
9. Analisi della possibilità di utilizzare in maniera efficiente i materiali sintetizzati per l'applicazione all'aumento dell'efficienza di celle solari al silicio attraverso la conversione di frequenze nell'UV (non assorbite dal silicio) in frequenze nella regione di assorbimento del silicio.
 

Last update: 18/04/2024