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从而获得高质量的磁光陶瓷

作者:pokerstars官网下载    更新时间:2020-03-04 17:47

  铽镓石榴石(Tb3Ga5O12,TGG)在可见及近红外波段具有较高的Verdet常数、优异的光学性能、高的热导率和激光损伤阈值,上述优点都使TGG成为了光隔离器用的重要磁光材料。TGG单晶在制备过程中会产生氧化镓挥发而影响其晶体质量,且难以获得大尺寸单晶。相较而言,TGG陶瓷可以在较低的烧结温度及多样化的烧结机制下实现透明化,能够有效避免晶体生长中的氧化镓挥发等诸多问题,从而获得高质量的磁光陶瓷。

  目前国际上仅有日本神岛化学公司制备的TGG磁光陶瓷可以满足高功率激光器用光隔离器的应用要求,但制备细节尚不明确,亟待打破技术壁垒。近年来,李江研究员团队与江苏大学材料学院刘强教授合作开展了关于TGG磁光陶瓷的研究工作,并取得了系列研究成果。该团队自主合成了高质量的TGG纳米粉体,并通过优化合成工艺对粉体的组分、形貌和团聚状态等进行了调控(Opt. Mater., 2019, 90: 26-32;J. Inorg. Mater., 2019,34(7): 791-796)。优化后的TGG粉体为纯立方相,且具有良好的分散性和烧结活性,适用于后续TGG磁光陶瓷的烧结。考虑到氧化镓的挥发,该团队采用两步烧结法制备了具有优良光学质量和磁光性能的TGG透明陶瓷。该TGG陶瓷在1064 nm处的直线%(接近其理论透过率),且表现出可与单晶(-134 rad·T-1·m-1)相比拟的磁光性能,其在632.8 nm处的Verdet常数约为-136 rad·T-1·m-1。相关研究成果发表于国际期刊Optical Material上(Opt. Mater., 2019, 62: 205-21),同时这是国内首次报道的以自主合成的TGG粉体为原料所制备的高性能TGG磁光陶瓷。

  以上系列研究工作得到中国科学院前沿科学重点研究计划项目(院青年拔尖人才项目)、国家自然科学基金项目、国家重点研发计划项目、中国科学院上海硅酸盐研究所重点学科建设项目等资助。

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