Effect of ferrite nanocrystals on raman spectra of potassium-aluminaborate glass

Abstract

Предмет исследования. Представлены результаты исследований калиево-алюмоборатных стекол с нанокристаллами ферритов. Исследован процесс формирования нанокристаллов ферритов в калиево-алюмоборатной стеклообразной матрице. Исследованы спектры комбинационного рассеяния исследуемых стекол. Метод. Исследуемые стекла синтезированы методом плавки шихты в тигле. Использована калиево-алюмоборатная стеклообразная система (K 2 O-Al 2 O 3-B 2 O 3) и активирующие добавки: Fe 2 O 3 3 вес.% (состав №1), Fe 2 O 3 3 вес.% и MnO 2 вес.% (состав №2). Температура синтеза составила 1300 о С. Выделение нанокристаллической фазы ферритов происходило в процессе изотермической обработки при температуре 560 о С в течении 3 часов. Спектры комбинационного рассеяния возбуждались поляризованным излучением гелий-неонового лазера (λ=633 нм) мощностью 50 Вт и регистрировались однопроходным спектрометром Renishaw. Возбуждающее излучение фокусировалось на образец с помощью оптического микроскопа Leica. Основные результаты. Показано, после проведения изотермической обработки стекол при температуре 560 о С в течение 3 часов в стеклах происходит формирование нанокристаллов магнетита и феррита марганца. На спектрах комбинационного рассеяния это проявляется в возникновении дополнительных полос в области 350, 680 см-1 и 630 см-1 , которые соответствуют модам E g , A 1g FeFe 2 O 4 и A 1g MnFe 2 O 4. Практическая значимость. Предложенные и исследованные в работе стекла, активированные нанокристаллами, могут служить основной для оптических изоляторов на основе эффекта Фарадея и в качестве чувствительных сред для датчиков тока. Ключевые слова комбинационное рассеяние, калиево-алюмоборатное стекло, магнетит, феррит марганца, нанокристалл