Призначення. Розроблення технології наноструктурування халькогалогенідних склуватих середовищ для мультиспектральних пристроїв спеціального призначення (оптики, оптоелектроніки та фотоніки) з оптимізованою функціональністю у видимому та середньому ІЧ діапазоні – технології халькогалогенідної фотоніки.
Технічні характеристики. Для Ga-містких халькогенідних стекол псевдобінарного розрізу GeS2-Ga2S3: спектральний діапазон функціональності – від 700 нм до 8.5 мкм. Для CsCl-містких халькогалогенідних стекол (80GeS2-20Ga2S3)100-x(CsCl)x: спектральний діапазон функціональності – від 500 нм до 11.5 мкм. Для РЗ-активованих халькогалогенідних стекол 65GeS2-65GeS2-25Ga2S3- 10CsCl:Er3+: спектральний діапазон функціональності – від 450 нм до 11.5 мкм; спектральна чутливість фотоемісії в діапазоні 1500-1600 нм при збудженні випромінюванням з довжиною хвилі 532 нм.
Галузь застосування. Дослідження й експериментальні розробки у сфері інших природничих і технічних наук.
Переваги. Спектральний діапазон функціональності Ga-містких халькогенідних стекол GeS2-Ga2S3 зміщений в довгохвильову ІЧ ділянку спектру (700 нм – 8.5 мкм), синтезовані стекла володіють здатністю адаптувати електрично-активні активатори типу РЗ йонів, вони є стійкими до кристалізації, фізичного старіння та чинників зовнішнього середовища. Спектральний діапазон функціональності халькогалогенідних стекол композиційного ряду (80GeS2-20Ga2S3)100-x(CsCl)x повернуто у видиму ділянку спектру (500 нм – 11.5 мкм), синтезовані стекла володіють здатністю формувати спеціальні оптичні середовища методом термічного пресування. Спектральний діапазон функціональності халькогалогенідних стекол активованих РЗ йонами оптимізованого складу 65GeS2-65GeS2-25Ga2S3-10CsCl:Er3+ реалізується шляхом ефективної фотоемісії в діапазоні 1500-1600 нм при збудженні випромінюванням з довжиною хвилі 532 нм, синтезовані стекла є стійкими до кристалізації, фізичного і хімічного старіння, а також чинників зовнішнього середовища.
Техніко-економічний ефект. Основним результатом даної розробки є науково обґрунтована методологія формування керованої мультифункціональності в склуватих халькогалогенідних середовищах за рахунок композиційно-технологічно- оптимізованих ефектів власного/домішкового наноструктурування. Єдина технологічна платформа (синтез стекол методом загартування розплаву) дозволяє отримувати нові матеріали з високим ресурсом експлуатації за мінімальних економічних затрат, матеріали з різноманітною функціональністю в широкому діапазоні від видимого до ІЧ ділянки спектру, що особливо важливо для новітніх робочих середовищ для відтворюваних і високонадійних елементів оптоелектроніки, ІЧ фотоніки, оптики, біосенсорики та оптотелекомунікаційної техніки.
Опис. Реалізація халькогалогенідної платформи в технології склування сплавів методом загартування розплаву з метою отримання оптичних середовищ спеціального призначення з функціональними мікро-нано-неоднорідностями власного та домішкового типу: – перший крок – халькогенідно-базовані системи активовані галієм GeS2-Ga2S3 з керованою мультиспектральною функціональністю, базовий взірець – функціональність оптимізованого скла (GeS2)0.8(Ga2S3)0.2; – другий крок – реалізація змішаної халькогенідно-галогенідної платформи в системі нано-композитів типу GeS2-Ga2S3- CsCl, базовий взірець – функціональність оптимізованого скла 65GeS2-25Ga2S3-10CsCl; – третій крок – оптимізація ІЧ функціональності в системі халькогалогенідів GeS2-Ga2S3-CsCl при впровадженні рідкісноземельних (РЗ) активаторів (йонів Er3+), базовий взірець – РЗ-активовані халькогалогеніди типу 65GeS2-25Ga2S3-10CsCl:Er3+ для ефективної лазерної генерації в середній ділянці ІЧ спектру.