RU2767628C1 - Terahertz silver halide nanoceramic - Google Patents

Terahertz silver halide nanoceramic Download PDF

Info

Publication number
RU2767628C1
RU2767628C1 RU2021114704A RU2021114704A RU2767628C1 RU 2767628 C1 RU2767628 C1 RU 2767628C1 RU 2021114704 A RU2021114704 A RU 2021114704A RU 2021114704 A RU2021114704 A RU 2021114704A RU 2767628 C1 RU2767628 C1 RU 2767628C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
terahertz
nanoceramics
nanoceramic
agbr
silver
Prior art date
Application number
RU2021114704A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Лия Васильевна Жукова
Дмитрий Дарисович Салимгареев
Анастасия Алексеевна Южакова
Александр Евгеньевич Львов
Александр Сергеевич Корсаков
Дарья Викторовна Шатунова
Original Assignee
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" filed Critical Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина"
Priority to RU2021114704A priority Critical patent/RU2767628C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2767628C1 publication Critical patent/RU2767628C1/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82NANOTECHNOLOGY
    • B82YSPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y40/00Manufacture or treatment of nanostructures
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/515Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics
    • C04B35/5152Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on halogenides other than fluorides
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B1/00Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
    • G02B1/02Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements made of crystals, e.g. rock-salt, semi-conductors

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)

Abstract

FIELD: optics.
SUBSTANCE: invention relates to optical terahertz (THz) materials, specifically to terahertz nanoceramics based on solid solutions of silver halides, transparent in terahertz, millimetre, infrared and visible ranges, which can be used in making fibre-optic devices for medicine, infrared fibre and laser optics, optoelectronics and photonics. Terahertz silver halide nanoceramic is based on solid solution AgBr0.6I0.4 and silver chloride with the following ratio of ingredients, wt. %: solid solution AgBr0.6I0.4 70.0–80.0; silver chloride 30.0–20.0.
EFFECT: nanoceramic is plastic (high fluidity of material) and is non-toxic, since it is made on the basis of silver halides, having disinfecting properties.
1 cl, 3 ex, 1 dwg

Description

Изобретение относится к оптическим терагерцовым (ТГц) материалам, конкретно к терагерцовой нанокерамике на основе твердых растворов галогенидов серебра, прозрачной в терагерцовом, миллиметровом, инфракрасном и видимом диапазонах, которая обладает высокой пластичностью, нетоксичностью, химической и радиационной стойкостью. Диапазон частот электромагнитного излучения 0,1 – 10,0 ТГц, что соответствует длинам волн 3000,0 – 30,0 мкм, является универсальным определением терагерцовой области и одним из передовых и прорывных направлений фундаментальной науки и техники.The invention relates to optical terahertz (THz) materials, specifically to terahertz nanoceramics based on solid solutions of silver halide, transparent in the terahertz, millimeter, infrared and visible ranges, which has high plasticity, non-toxicity, chemical and radiation resistance. The frequency range of electromagnetic radiation 0.1 - 10.0 THz, which corresponds to wavelengths of 3000.0 - 30.0 μm, is a universal definition of the terahertz region and one of the advanced and breakthrough areas of fundamental science and technology.

Терагерцовая галогенидсеребряная нанокерамика является перспективным материалом для лазерной и инфракрасной (ИК) волоконной оптики, для изготовления устройств оптоэлектроники и фотоники, для применения в медицине, так как терагерцовое излучение безопасно по сравнению с рентгеновским [Терагерцовая оптоэлектроника и ее применение / А. С. Ахманов и др. // Современные лазерно-информационные технологии: коллективная монография под редакцией академика В. Я. Панченко и профессора Ф. В. Лебедева. М. : Интерконтакт Наука, 2014, С. 758-785.]. Terahertz silver halide nanoceramics is a promising material for laser and infrared (IR) fiber optics, for the manufacture of optoelectronics and photonics devices, for use in medicine, since terahertz radiation is safe compared to X-ray [Terahertz optoelectronics and its application / A. S. Akhmanov and etc. // Modern laser-information technologies: a collective monograph edited by academician V. Ya. Panchenko and professor F. V. Lebedev. M. : Interkontakt Nauka, 2014, pp. 758-785.].

Известны оптические нанокерамики алюмомагниевых шпинелей (MgAl2O4), легированные катионами (Fe2+, Cu2+, Cr3+ и другими), пропускающие в диапазоне 0,2 – 5,5 мкм, обладающие высокой радиационной и механической стойкостью [Киряков А.Н. «Дефектная структура и электронно-оптические свойства прозрачной нанокерамики алюмомагниевой шпинели», автореферат диссерт. на соиск. уч. степ. к. ф.-м. наук по спец. 01.04.07 – Физика конденсированного состояния, Екатеринбург, 2021;Known optical nanoceramics aluminum-magnesium spinels (MgAl 2 O 4 ), doped with cations (Fe 2+ , Cu 2+ , Cr 3+ and others), transmitting in the range of 0.2 - 5.5 μm, with high radiation and mechanical resistance [Kiryakov A.N. "Defective structure and electron-optical properties of transparent nanoceramics of aluminum-magnesium spinel", abstract of dissertation. for the competition uch. step. c.f.-m. sciences on special 04/01/07 - Condensed Matter Physics, Yekaterinburg, 2021;

Zou Y. Nanosintering mechanism of MgAl2O4 transparent ceramics under high pressure, Materials Chemistry and Physics, 2010, Vol. 123, N 2-3, P. 529-533;Zou Y. Nanosintering mechanism of MgAl 2 O 4 transparent ceramics under high pressure, Materials Chemistry and Physics, 2010, Vol. 123, No. 2-3, P. 529-533;

Gluchowski P. Luminescence studies of Cr3+ doped MgAl2O4 nanocrystalline powders, Chemical Physics, 2009, Vol. 358, N 1-3, P. 52-56]. Но керамика не прозрачна в терагерцовом диапазоне, а также в инфракрасной области от 5,5 до 45,0 мкм. Керамика не пластична, поэтому непригодна для изготовления методом экструзии ИК световодов. Кроме того, авторы говорят о высокой прозрачности нанокерамики, но не приводят ее значение в процентах. Gluchowski P. Luminescence studies of Cr 3+ doped MgAl 2 O 4 nanocrystalline powders, Chemical Physics, 2009, Vol. 358, No. 1-3, P. 52-56]. But ceramics are not transparent in the terahertz range, as well as in the infrared region from 5.5 to 45.0 microns. Ceramics is not plastic, and therefore unsuitable for fabrication of IR light guides by extrusion. In addition, the authors talk about the high transparency of nanoceramics, but do not give its value as a percentage.

Известна терагерцовая галогенидсеребряная керамика на основе двух твердых растворов кубической и ромбической фаз системы AgBr – AgI – TlBr – TlI. Керамика прозрачна в терагерцовой и миллиметровой области, а также прозрачна без окон поглощения в видимом, ближнем, среднем и дальнем инфракрасном диапазонах [Жукова Л.В., Салимгареев Д.Д., Корсаков А.С., Львов А.Е., Перспективные терагерцовые материалы: кристаллы и керамика: учебник. Екатеринбург: ООО "Издательство УМЦ УПИ", 2020. c. 151-171; Known terahertz silver halide ceramics based on two solid solutions of cubic and rhombic phases of the system AgBr - AgI - TlBr - TlI. Ceramics is transparent in the terahertz and millimeter ranges, and is also transparent without absorption windows in the visible, near, mid and far infrared ranges [Zhukova L.V., Salimgareev D.D., Korsakov A.S., Lvov A.E., Promising terahertz materials: crystals and ceramics: textbook. Yekaterinburg: UMC UPI Publishing House LLC, 2020. c. 151-171;

Zhukova, L., Salimgareev, D. D., Lvov, A. E., Yuzhakova, A. A., Korsakov, A. S., Belousov, D. A., Lipustin, K., & Kondrashin, V. M. (2021). Highly transparent ceramics for the spectral range from 1.0 to 60.0 mu m based on solid solutions of the system AgBr-AgI-TlI-TlBr. Chinese Optics Letters, 19(2), 021602]. Но в составе керамики содержатся галогениды одновалентного таллия, что недопустимо для применения в медицине, кроме того, оптическая прозрачность и спектры пропускания в широком спектральном диапазоне приведены авторами в основном для монокристаллов системы AgBr– AgI – TlBr – TlI.Zhukova, L., Salimgareev, D. D., Lvov, A. E., Yuzhakova, A. A., Korsakov, A. S., Belousov, D. A., Lipustin, K., & Kondrashin, V. M. (2021). Highly transparent ceramics for the spectral range from 1.0 to 60.0 mu m based on solid solutions of the system AgBr-AgI-TlI-TlBr. Chinese Optics Letters, 19(2), 021602]. However, ceramics contain monovalent thallium halides, which is unacceptable for use in medicine; in addition, the authors show optical transparency and transmission spectra in a wide spectral range mainly for single crystals of the AgBr–AgI–TlBr–TlI system.

Существует проблема по разработке терагерцовой галогенидсеребряной нанокерамики высокопрозрачной в терагерцовом диапазоне от 0,05 до 10,0 ТГц, а также в диапазоне от 0,35 до 45,0 мкм, пластичной и нетоксичной, химически и радиационно-стойкой с выходом в готовые оптические изделия от 80 до 90 % и предназначенной для медицины, инфракрасной волоконной и лазерной оптики, оптоэлектроники и фотоники.There is a problem in the development of terahertz silver halide nanoceramics, highly transparent in the terahertz range from 0.05 to 10.0 THz, as well as in the range from 0.35 to 45.0 μm, plastic and non-toxic, chemically and radiation-resistant with access to finished optical products from 80 to 90% and intended for medicine, infrared fiber and laser optics, optoelectronics and photonics.

Решение проблемы достигается за счет того, что терагерцовая галогенидсеребряная нанокерамика, характеризующаяся тем, что она выполнена на основе твердого раствора AgBr0,6I0,4 и хлорида серебра при следующем соотношении ингредиентов, мас. %:The solution to the problem is achieved due to the fact that terahertz silver halide nanoceramics, characterized by the fact that it is made on the basis of a solid solution of AgBr0.6I0.4And silver chloride in the following ratio of ingredients, wt. %:

твердый раствор AgBr0,6I0,4 solid solution AgBr 0.6 I 0.4 – 70,0 – 80,0;– 70.0 – 80.0; хлорид серебра silver chloride – 30,0 – 20,0.- 30.0 - 20.0.

Сущность изобретения состоит в том, что создана новая терагерцовая галогенидсеребряная нанокерамика на основе твердого раствора AgBr0,6I0,4 и хлорида серебра. Она пластична (высокая текучесть материала) и нетоксична, т. к. изготовлена на основе галогенидов серебра, обладающих дезинфицирующими свойствами, что способствует ее широкому применению при изготовлении волоконно-оптических устройств для медицины. Нанокерамика состоит из плотно упакованных кристаллических кубических (тип NaCl) и нанокристаллических гексагональных (тип вюрцит) фаз твердых растворов галогенидов серебра различного химического состава, равномерно распределенных друг в друге и имеющих близкие показатели преломления, что подавляет рост нанозерен гексагональной фазы с размером зерна 40-60 нм (см. фигуре 1) и пустот между ними. Этим объясняется высокая прозрачность нанокерамики в терагерцовой области от 0,05 до 10,0 ТГц, где она прозрачна с окнами поглощения, а в диапазоне от видимого до дальнего ИК диапазона (0,35 – 45,0 мкм) прозрачна без окон поглощения (см. примеры).The essence of the invention lies in the fact that a new terahertz silver halide nanoceramic based on AgBr solid solution has been created.0.6I0.4And silver chloride. It is plastic (high fluidity of the material) and non-toxic, since it is made on the basis of silver halides, which have disinfecting properties, which contributes to its wide application in the manufacture of fiber-optic devices for medicine. Nanoceramics consists of densely packed crystalline cubic (NaCl type) and nanocrystalline hexagonal (wurtzite type) phases of solid solutions of silver halides of different chemical composition, uniformly distributed in each other and having similar refractive indices, which suppresses the growth of nanograins of the hexagonal phase with a grain size of 40-60 nm (see figure 1) and voids between them. This explains the high transparency of nanoceramics in the terahertz region from 0.05 to 10.0 THz, where it is transparent with absorption windows, and in the range from the visible to the far IR range (0.35–45.0 μm) it is transparent without absorption windows (see .examples).

Терагерцовая нанокерамика химически стойкая, т. е. негигроскопична и устойчива к ультрафиолетовому, β и γ излучениям, т. к. содержит в составе радиационно-устойчивый твердый раствор AgBr0,6I0,4. Terahertz nanoceramics are chemically resistant, i.e., non-hygroscopic and resistant to ultraviolet, β and γ radiation, since it contains a radiation-resistant solid solution AgBr 0.6 I 0.4 .

Создана терагерцовая галогенидсеребряная нанокерамика с выходом до 80 – 90 % в оптические изделия – окна, линзы, пленки, а также ИК световоды, не только вследствие механизма твердорастворного упрочнения с плотноупакованными нанозернами, но и за счет эффективной технологии получения, которая включает гидрохимическое растворение исходных веществ в определенных растворителях и кристаллизацию нанокерамики задаваемого состава с последующей ее переплавкой методом направленной кристаллизации.A terahertz silver halide nanoceramic has been created with a yield of up to 80–90% in optical products - windows, lenses, films, as well as IR light guides, not only due to the mechanism of solid solution hardening with close-packed nanograins, but also due to an effective production technology that includes hydrochemical dissolution of the starting materials in certain solvents and crystallization of nanoceramics of a given composition with its subsequent remelting by the method of directional crystallization.

Пример 1.Example 1

Терагерцовую нанокерамику состава в мас.%:Terahertz nanoceramic composition in wt.%:

твердый раствор AgBr0,6I0,4 solid solution AgBr 0.6 I 0.4 – 80,0;– 80.0; хлорид серебра silver chloride – 20,0– 20.0

получили путем растворения исходных веществ и последующей кристаллизации нанокерамики в растворителях определенного состава. Затем нанокерамику переплавили методом направленной кристаллизации. На токарном станке из нанокерамики вырезали пластины для измерения оптических свойств и заготовки для получения методом экструзии нанокристаллических ИК световодов. Выход составил 90 %. Нанокристаллические пластины обработали методом горячего прессования для получения плоскопараллельности и оптической поверхности. Фотография наноструктуры терагерцовой галогенидсеребряной нанокерамики, полученной с помощью сканирующей электронной микроскопии (СЭМ), представлена на фигуре 1. obtained by dissolving the starting materials and subsequent crystallization of nanoceramics in solvents of a certain composition. Then the nanoceramics were remelted by the method of directed crystallization. Nanoceramic lathes were used to cut plates for measuring optical properties and workpieces for extrusion of nanocrystalline IR light guides. The yield was 90%. Nanocrystalline wafers were processed by hot pressing to obtain plane parallelism and optical surface. A photograph of the nanostructure of a terahertz silver halide nanoceramic obtained using scanning electron microscopy (SEM) is shown in Figure 1.

Спектры пропускания терагерцовой нанокерамики в терагерцовой области сняты на спектрофотометре СТД-21 с Лампой обратной волны (ЛОВ – источник ТГц излучения) и с использованием в качестве детектора ячейки Голея фирмы Tidex. В видимой и инфракрасной области спектры были сняты на спектрофотометре фирмы Shimadzu UV-1800 (190 – 1100 нм), IR-Prestige-21 (1,28 – 41,7 мкм) и Vertex 80, Bruker (14,7 – 60,6 мкм).The transmission spectra of terahertz nanoceramics in the terahertz region were recorded on an STD-21 spectrophotometer with a backward wave lamp (BWO is a THz radiation source) and using a Tidex Golay cell as a detector. In the visible and infrared regions, the spectra were taken on a Shimadzu UV-1800 spectrophotometer (190 - 1100 nm), IR-Prestige-21 (1.28 - 41.7 μm) and Vertex 80, Bruker (14.7 - 60.6 µm).

Нанокерамика пропускает в терагерцовой области:Nanoceramics transmits in the terahertz region:

- от 0,05 до 0,3 ТГц (соответствует диапазону длин волн 6000,0 – 1000,0 мкм) с прозрачностью 62 %;- from 0.05 to 0.3 THz (corresponds to the wavelength range 6000.0 - 1000.0 µm) with a transparency of 62%;

- от 0,35 до 0,9 ТГц (850,0 – 350,0 мкм) с прозрачностью 50 %;- from 0.35 to 0.9 THz (850.0 - 350.0 microns) with a transparency of 50%;

- от 6,5 до 10,0 ТГц (45,0 – 30,0 мкм) с прозрачностью 76 %.- from 6.5 to 10.0 THz (45.0 - 30.0 µm) with a transparency of 76%.

Нанокерамика пропускает без окон поглощения от видимого до дальнего ИК диапазона:Nanoceramics transmit without absorption windows from the visible to the far IR range:

- в видимом и ближнем ИК диапазоне от 0,35 до 2,0 мкм с прозрачностью 65-68 %;- in the visible and near IR range from 0.35 to 2.0 microns with a transparency of 65-68%;

- в средней и дальней ИК области от 2,0 до 45,0 мкм с прозрачностью 68-74%.- in the middle and far IR region from 2.0 to 45.0 microns with a transparency of 68-74%.

Пример 2Example 2

Терагерцовую нанокерамику состава в мас. %:Terahertz nanoceramic composition in wt. %:

твердый раствор AgBr0,6I0,4 solid solution AgBr 0.6 I 0.4 – 70,0;- 70.0; хлорид серебра silver chloride – 30,0– 30.0

получили аналогично примеру 1. Выход составил 80 %. Измерение спектральных характеристик проводили аналогично примеру 1. На фигуре 1 представлена плотноупакованная структура нанокерамики, полученная с помощью СЭМ.received analogously to example 1. The yield was 80%. The measurement of spectral characteristics was carried out analogously to example 1. Figure 1 shows a close-packed nanoceramic structure obtained using SEM.

Нанокерамика пропускает в терагерцовой области:Nanoceramics transmits in the terahertz region:

- от 0,05 до 0,3 ТГц (соответствует диапазону длин волн 6000,0 – 1000,0 мкм) с прозрачностью 64%;- from 0.05 to 0.3 THz (corresponds to the wavelength range 6000.0 - 1000.0 µm) with a transparency of 64%;

- от 0,35 до 0,9 ТГц (850,0 – 350,0 мкм) с прозрачностью 45%;- from 0.35 to 0.9 THz (850.0 - 350.0 microns) with a transparency of 45%;

- от 6,5 до 10,0 ТГц (45,0 – 30,0 мкм) с прозрачностью 78%.- from 6.5 to 10.0 THz (45.0 - 30.0 µm) with a transparency of 78%.

Нанокерамика пропускает без окон поглощения от видимого до дальнего ИК диапазона:Nanoceramics transmit without absorption windows from the visible to the far IR range:

- в видимом и ближнем ИК диапазоне от 0,35 до 2,0 мкм с прозрачностью 65-68 %;- in the visible and near IR range from 0.35 to 2.0 microns with a transparency of 65-68%;

- в средней и дальней ИК области от 2,0 до 45,0 мкм с прозрачностью 68-78%.- in the middle and far IR region from 2.0 to 45.0 microns with a transparency of 68-78%.

Пример 3Example 3

Терагерцовую нанокерамику состава в мас. %:Terahertz nanoceramic composition in wt. %:

твердый раствор AgBr0,6I0,4 solid solution AgBr 0.6 I 0.4 – 75,0;– 75.0; хлорид серебра silver chloride – 25,0– 25.0

получили аналогично примеру 1. Выход составил 85 %. Измерение спектральных характеристик проводили аналогично примеру 1. На фигуре представлена плотноупакованная структура нанокерамики.received analogously to example 1. The yield was 85%. The measurement of spectral characteristics was carried out analogously to example 1. The figure shows a close-packed structure of nanoceramics.

Измерение спектрального диапазона пропускания проводили на изготовленных нанокристаллических пластинах, как в примере 1. The measurement of the spectral transmission range was carried out on the manufactured nanocrystalline plates, as in example 1.

Нанокерамика пропускает в терагерцовой области:Nanoceramics transmits in the terahertz region:

- от 0,05 до 0,3 ТГц (соответствует диапазону длин волн 6000,0 – 1000,0 мкм) с прозрачностью 63%;- from 0.05 to 0.3 THz (corresponds to the wavelength range 6000.0 - 1000.0 µm) with a transparency of 63%;

- от 0,35 до 0,9 ТГц (850,0 – 350,0 мкм) с прозрачностью 50 %;- from 0.35 to 0.9 THz (850.0 - 350.0 microns) with a transparency of 50%;

- от 6,5 до 10,0 ТГц (45,0 – 30,0 мкм) с прозрачностью 77 %.- from 6.5 to 10.0 THz (45.0 - 30.0 µm) with a transparency of 77%.

Нанокерамика пропускает без окон поглощения от видимого до дальнего ИК диапазона:Nanoceramics transmit without absorption windows from the visible to the far IR range:

- в видимом и ближнем ИК диапазоне от 0,35 до 2,0 мкм с прозрачностью 65-68 %;- in the visible and near IR range from 0.35 to 2.0 microns with a transparency of 65-68%;

- в средней и дальней ИК области от 2,0 до 45,0 мкм с прозрачностью 68-76%.- in the middle and far IR region from 2.0 to 45.0 microns with a transparency of 68-76%.

Оптимальные составы разработанной терагерцовой нанокерамики системы AgBr0,6I0,4 – AgCl, приведенные в формуле, установлены на основании моделирования их структуры и подтверждены экспериментальными исследованиями. В случае уменьшения в нанокерамике содержания хлорида серебра (менее 20 мас. %) коротковолновый край сдвигается в более длинноволновую область, а при увеличении содержания хлорида серебра (более 30 мас. %) пропускание нанокерамики в дальний ИК диапазон смещается до 35 - 40 мкм и менее. The optimal compositions of the developed terahertz nanoceramics of the AgBr 0.6 I 0.4 – AgCl system, given in the formula, were established on the basis of modeling their structure and confirmed by experimental studies. In the case of a decrease in the content of silver chloride in nanoceramics (less than 20 wt.%), the short-wavelength edge shifts to a longer wavelength region, and with an increase in the content of silver chloride (more than 30 wt.%), the transmission of nanoceramics to the far IR range shifts to 35–40 μm and less .

Технический результат. Разработана новая терагерцовая галогенидсеребряная нанокерамика на основе радиационно стойкого твердого раствора AgBr0.6I0.4 и хлорида серебра, высокопрозрачная в терагерцовом диапазоне от 0,05 до 10,0 ТГц с окнами поглощения, а в диапазоне от 0,35 до 45,0 мкм она высокопрозрачная без окон поглощения. При этом выход в готовые оптические изделия составляет от 80 до 90 %. Наличие хлорида серебра в составе нанокерамики расширяет коротковолновый край поглощения до 0,35 мкм, по сравнению с аналогом - 0,46 мкм [Жукова Л.В., Салимгареев Д.Д., Корсаков А.С., Львов А.Е., Перспективные терагерцовые материалы: кристаллы и керамика: учебник. Екатеринбург: ООО "Издательство УМЦ УПИ", 2020. стр. 151], а также создает высокую дефектность кристаллической решетки и уменьшение величины нанозерен до 40 – 60 нм (см. фигуру 1). Следует отметить перспективное применение нанокерамики:Technical result. A new terahertz silver halide nanoceramic based on the radiation-resistant solid solution AgBr 0.6 I 0.4 and silver chloride, highly transparent in the terahertz range from 0.05 to 10.0 THz with absorption windows, and highly transparent in the range from 0.35 to 45.0 μm, has been developed. without absorption windows. In this case, the yield into finished optical products is from 80 to 90%. The presence of silver chloride in the composition of nanoceramics expands the short-wavelength absorption edge to 0.35 μm, compared with the analogue - 0.46 μm [Zhukova L.V., Salimgareev D.D., Korsakov A.S., Lvov A.E., Promising terahertz materials: crystals and ceramics: textbook. Yekaterinburg: LLC "Publishing house UMC UPI", 2020. p. 151], and also creates a high defectiveness of the crystal lattice and a decrease in the size of nanograins to 40 - 60 nm (see figure 1). The promising application of nanoceramics should be noted:

- Плотноупакованная структура нанокерамики, в которой отсутствуют кристаллографические оси (по сравнению с монокристаллами), обеспечивает однократный процесс экструзии при получении нанокристаллических ИК световодов. Следует отметить, что многократная экструзия, требующая перезагрузки заготовки, приводит к загрязнению световодов. - The densely packed structure of nanoceramics, in which there are no crystallographic axes (compared to single crystals), provides a single extrusion process when obtaining nanocrystalline IR fibers. It should be noted that multiple extrusion, which requires reloading of the preform, leads to contamination of the optical fibers.

- Новая высокопластичная и негигроскопичная нанокерамика является перспективным материалом для изготовления методом горячего прессования низкоразмерных 1D структур и методом экструзии фотонно-кристаллических световодов 2D структур для фотоники и оптоэлектроники.- The new highly plastic and non-hygroscopic nanoceramics is a promising material for the production of low-dimensional 1D structures by hot pressing and the extrusion of photonic-crystal light guides of 2D structures for photonics and optoelectronics.

Claims (2)

Терагерцовая галогенидсеребряная нанокерамика, характеризующаяся тем, что она выполнена на основе твердого раствора AgBr0,6I0,4 и хлорида серебра при следующем соотношении ингредиентов, мас. %:Terahertz silver halide nanoceramics, characterized in that it is made on the basis of a solid solution of AgBr 0.6 I 0.4 and silver chloride in the following ratio of ingredients, wt. %: твердый раствор AgBr0,6I0,4 solid solution AgBr 0.6 I 0.4 70,0–80,070.0–80.0 хлорид серебраsilver chloride 30,0–20,030.0–20.0
RU2021114704A 2021-05-25 2021-05-25 Terahertz silver halide nanoceramic RU2767628C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021114704A RU2767628C1 (en) 2021-05-25 2021-05-25 Terahertz silver halide nanoceramic

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021114704A RU2767628C1 (en) 2021-05-25 2021-05-25 Terahertz silver halide nanoceramic

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2767628C1 true RU2767628C1 (en) 2022-03-18

Family

ID=80737196

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2021114704A RU2767628C1 (en) 2021-05-25 2021-05-25 Terahertz silver halide nanoceramic

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2767628C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2809373C1 (en) * 2023-02-13 2023-12-11 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" SILVER HALIDE NANOCERAMICS BASED ON SOLID SOLUTIONS OF AgCl0.25Br0.75 - AgI SYSTEM

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1596429B2 (en) * 1966-11-22 1972-06-29 Eastman Kodak Co., Rochester, N.Y. (V.StA.) METHOD FOR PRODUCING OPTICAL ELEMENTS BY HOT PRESSING
US20030222380A1 (en) * 1998-12-11 2003-12-04 Abraham Katzir Forming transparent crystalline elements by cold working and using them in infrared systems
US9862648B2 (en) * 2014-04-04 2018-01-09 Paris Sciences Et Lettres—Quartier Latin Transparent metal fluoride ceramic
RU2689721C1 (en) * 2018-08-07 2019-05-29 Российская Федерация, от имени которой выступает ФОНД ПЕРСПЕКТИВНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ Method of producing high-stoichiometric nano-sized materials based on yttrium-aluminum garnet with rare-earth element oxides
RU2746912C1 (en) * 2020-09-03 2021-04-22 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Дальневосточный федеральный университет» (ДВФУ) Method for producing transparent yag ceramics

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1596429B2 (en) * 1966-11-22 1972-06-29 Eastman Kodak Co., Rochester, N.Y. (V.StA.) METHOD FOR PRODUCING OPTICAL ELEMENTS BY HOT PRESSING
US20030222380A1 (en) * 1998-12-11 2003-12-04 Abraham Katzir Forming transparent crystalline elements by cold working and using them in infrared systems
US9862648B2 (en) * 2014-04-04 2018-01-09 Paris Sciences Et Lettres—Quartier Latin Transparent metal fluoride ceramic
RU2689721C1 (en) * 2018-08-07 2019-05-29 Российская Федерация, от имени которой выступает ФОНД ПЕРСПЕКТИВНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ Method of producing high-stoichiometric nano-sized materials based on yttrium-aluminum garnet with rare-earth element oxides
RU2746912C1 (en) * 2020-09-03 2021-04-22 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Дальневосточный федеральный университет» (ДВФУ) Method for producing transparent yag ceramics

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2809373C1 (en) * 2023-02-13 2023-12-11 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" SILVER HALIDE NANOCERAMICS BASED ON SOLID SOLUTIONS OF AgCl0.25Br0.75 - AgI SYSTEM

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11198637B2 (en) Glass composites having a gradient index of refraction and methods for production thereof
Korsakov et al. Investigating the light stability of solid-solution-based AgCl-AgBr and AgBr-TlI crystals
Zhukova et al. Highly transparent ceramics for the spectral range from 1.0 to 60.0 µm based on solid solutions of the system AgBr–AgI–TlI–TlBr
Salimgareev et al. Synthesis of the AgBr–AgI system optical crystals
RU2767628C1 (en) Terahertz silver halide nanoceramic
Salimgareev et al. Optical ceramics based on TlCl0. 74Br0. 26–AgI system transparent from visible to far IR region
Korsakova et al. Fiber-optic assemblies based on polycrystalline lightguides for the mid-IR
Korsakov et al. Investigating the properties of infrared PCFs based on AgCl-AgBr, AgBr-TlI, AgCl-AgBr-AgI (TlI) crystals theoretically and experimentally
Oreshkina et al. Spectral properties of CsPbX3 (X= Br, I) perovskite nanocrystals in borogermanate glass-ceramics
RU2774554C1 (en) Terahertz halide silver nanoceramics
RU2358045C2 (en) Ceramic laser microstructured material with twinned nanostructure and method of making it
JP6839706B2 (en) Non-linear optical crystal fluoroboron beryllium salt and its manufacturing method and application
RU2779713C1 (en) Terahertz nanocrystalline ceramics
RU2790541C1 (en) TERAHERTZ CRYSTAL OF THE SYSTEM TlBr0.46 I0.54 - AgI
EP0855994B1 (en) Achromatic lens system for ultraviolet radiation with germanium dioxide glass
Gorelik Optical and dielectric properties of nanostructured photonic crystals loaded by ferroelectrics and metals
RU2818885C1 (en) METHOD OF PRODUCING OPTICAL NANOCERAMICS BASED ON SOLID SOLUTIONS OF THE SYSTEM TlBr0_46I0_54 - AgCl0_25Br0_75 (VERSIONS)
CN1007768B (en) Mixed la-mg aluminate and laser made from aluminate single-crystal
Fuller Mid‐infrared fiber optics
RU2495459C1 (en) Optical monocrystal
RU2708900C1 (en) Method of producing fiber assemblies based on polycrystalline infrared waveguides
RU2756581C2 (en) Terahertz crystal
RU2786691C1 (en) Terahertz crystalline ceramics of the tlbr0.46i0.54 -agi system
RU2807428C1 (en) METHOD FOR GROWING SILVER HALIDE SINGLE CRYSTALS BASED ON SOLID SOLUTIONS OF AgBr0.7I0.3 - AgCl SYSTEM (VARIANTS)
Chiappini et al. Fabrication and optical assessment of sol-gel-derived photonic bandgap dielectric structures