
上海光机所在基于XPS的掺镱磷锗酸盐玻璃结构-性能建模方面取得新进展
目前,如何通过建模加速玻璃设计是一个引人注目的研究方向。O-1s XPS可以线性表征处于不同环境下的氧原子含量,并有效区分出多组分氧化物玻璃体系中的重要的氧结构单元,如桥氧和非桥氧。在实验过程中,研究人员基于O-1s XPS谱图反演获得的结构单元和相应玻璃性质(包括密度,折射率,Stark分裂和发射截面),建立了该体系玻璃的结构-性能模型。模型求解结果表明,密度和折射率易受到非桥氧的影响,而Stark分裂和发射截面易受到与Ge相关的结构单元和与P相关非桥氧的影响。此外,在玻璃结构约束条件下,采用蒙特卡洛数值模拟方法,计算了这四种玻璃性质的概率分布范围。这种通用化的结构-性质模型可拓展应用于多组分氧化物玻璃的结构-性能研究中,为减轻Yb3+掺杂磷酸盐玻璃中的“热壅塞效应”,提高锗磷玻璃中Yb3+的光谱性能提供了新的策略,并为建立“玻璃基因组”提供可靠的支持。
相关研究得到了国家自然科学基金的资助(No.51872308)。
磷锗酸盐玻璃实测性质与基于O-1s XPS结构-性质模型预测性质的比较图:(a)密度;(b)折射率;(c)Stark分裂;(d)发射截面。