海报-墙报-学术会议

436602 Ga 6Sb 34S 60 4.083 230 3 Ga 8Sb 32S 60 4.082 239 4 Ga 10Sb 30S 60 4.038 244 5 Ga 12Sb 28S 60

4.019

265

采用排水失重法（利用阿基米德原理）来测量玻璃样品的密度，其

精度为±0.001g/cm 3。

Wavelength (nm)

图(αh ω)^2 (e v ·c m -1)^2

hω (eV)

(αh ω)^(1/2 (e V /c m )^(1/2)

hω (eV)

图 3 (a)玻璃样品(α·hω)2与h ω的关系(插图为E opt 与Ga 含量的关系); (b)玻璃样品(α·hω)1/2与h ω的关系（插图为E opt 与Ga 含量的关系）

图 4 （a ）Ga-Sb-S 玻璃样品的红外透过光谱；（b ）长波长吸收截止边

表2 Ga-Sb-S 玻璃样品的透过范围

序号 组分(mol%) 透过范围(μm ) 1 Ga 4Sb 36S 60 0.753~13.235 2 Ga 6Sb 34S 60 0.732~13.090 3 Ga 8Sb 32S 60 0.724~12.865 4 Ga 10Sb 30S 60 0.713~12.732 5 Ga 12Sb 28S 60

0.703~12.673

拉曼散射光谱

R a m a n i n t e n s i t y

Raman shift (cm -1

)

100

200

300

400

R o m a n i n t e n s i t y

Raman shift (cm -1)

Sb 2S 3

Ga 2S 3+卤素玻璃 Ga 2S 3

310 [SbS 3]

59

50

图 5 (a)玻璃样品的拉曼光谱；(b)部分同组分材料的拉曼散射光谱图

根据分子振动理论，玻璃材料中结构基团振动频率υ取决于结构网络的多面体中核心离子与近邻离子之间的键常数K 和折合质量μ，其关系为：

1/2

2=4K υπμ?? ???

(1.2)

因此，Ga 的引入会使振动频率增大（Ga-S 键的间常数大于Ga-Sb 键）。

结论

1) 随着Ga 元素含量的增加，玻璃样品密度随之略有下降。因为玻璃的密度由其组分的相对原子质量决定，Ga(31)的相对原子质量比Sb(51)的相对原子质量小。随着Ga 的增加，Sb 含量减少，玻璃组分的摩尔质量减少，导致玻璃样品密度随之减小。

2) Ga-Sb-S 硫系玻璃在远红外的最高透过率达到60%，并且透过范围较宽，红外截止波长都达到12um 左右。Ga 含量的增加，价带变得更低，而导带受影响基本不大，从而导致玻璃网络中价带整体降低，使得带隙变大，短波截止边发生蓝移，同时使玻璃中的结构缺陷也得到进一步的改善。

3) 在拉曼光谱中，随着Ga 元素含量的增加和Sb 元素的减少，由Sb-S 结构振动引起的55.7cm -1和138cm -1处的谱峰会随着Sb 元素所占的比例减少而下降。而295cm -1处由[SbS 3]三角锥的υ1振动模式和[GaS 4]的振动合成的的谱峰除了下降还向高波数方向移动。这是因为[SbS 3]三角锥在295cm -1处的振动强度比[GaS 4]大而振动频率比[GaS 4]低。 4)

红外材料及器件实验室