Etude de l'effet du calcium dans les matrices silicatées dopées en erbium par la dynamique moléculaire
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Date
2009
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Abstract
Les verres à base de silice dopée par des ions des terres rares jouent un
rôle important dans le développement d’éléments optiques actifs comme
amplificateurs et lasers de petite taille, mais d’une grande efficacité. Afin
d’améliorer le rendement optique, nous avons étudié par dynamique
moléculaire l’effet du calcium sur la silice vitreuse dopée en erbium.
Nous avons commencé par analyser la structure de la silice vitreuse qui est
constituée d’unité SiO4. La structure d’anneau favorisé par la large distribution
de l’angle Si-O-Si est abordée ; nous avons montré que les anneaux
majoritaires sont de types 6 et 7.
Dans l’étude de l’environnement de l’erbium dans la silice vitreuse, on trouve
pour celui-ci une coordination allant de 4 à 6, soit trois types de sites. On note
cependant la présence de deux sites majoritaires : les ions erbium s’entourent
préférentiellement de 5 ou de 6 voisins oxygènes.
Il ressort de cette étude que l’erbium tend à former des agrégats et qu’une
grande majorité de ces ions sont impliqués dans ces agrégats. Ces agrégats sont
de taille deux, trois et sept. On doit noter que ces agrégats sont néfastes pour
l’émission lumineuse.
Quant à l’ajout du calcium, les résultats des simulations faites au cours de cette
étude montrent que le caractère dispersif des agrégats d’erbium ne se présente
pas. On a remarqué dans les représentations des structures et dans les valeurs
des statistiques que le calcium se regroupe et entoure les clusters d’erbium