Super Broadband at Telecom Wavelengths From RE 3+ -Doped SiO 2 -Ta 2 O 5 Glass Ceramics Planar Waveguides.

Autor:	De Oliveira Lima K; Laboratório de Materiais Luminescentes Micro e Nanoestruturados-Mater Lumen, Departamento de Química, Faculdade de Filosofia Ciências e Letras de Ribeirão Preto, Universidade de São Paulo, Ribeirão Preto, Brazil., Caixeta FJ; Laboratório de Materiais Luminescentes Micro e Nanoestruturados-Mater Lumen, Departamento de Química, Faculdade de Filosofia Ciências e Letras de Ribeirão Preto, Universidade de São Paulo, Ribeirão Preto, Brazil., Souza VDS; Laboratório de Materiais Luminescentes Micro e Nanoestruturados-Mater Lumen, Departamento de Química, Faculdade de Filosofia Ciências e Letras de Ribeirão Preto, Universidade de São Paulo, Ribeirão Preto, Brazil., Rosa LS; Laboratório de Materiais Luminescentes Micro e Nanoestruturados-Mater Lumen, Departamento de Química, Faculdade de Filosofia Ciências e Letras de Ribeirão Preto, Universidade de São Paulo, Ribeirão Preto, Brazil., Soares VDV; Laboratório de Materiais Luminescentes Micro e Nanoestruturados-Mater Lumen, Departamento de Química, Faculdade de Filosofia Ciências e Letras de Ribeirão Preto, Universidade de São Paulo, Ribeirão Preto, Brazil., Crumo CA; Laboratório de Materiais Luminescentes Micro e Nanoestruturados-Mater Lumen, Departamento de Química, Faculdade de Filosofia Ciências e Letras de Ribeirão Preto, Universidade de São Paulo, Ribeirão Preto, Brazil., Borin IA; Laboratório de Materiais Luminescentes Micro e Nanoestruturados-Mater Lumen, Departamento de Química, Faculdade de Filosofia Ciências e Letras de Ribeirão Preto, Universidade de São Paulo, Ribeirão Preto, Brazil., Ferrari JL; Laboratório de Desenvolvimento de Materiais Inorgânicos com Terras Raras-DeMITeR, Instituto de Química, Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, Brazil., Gonçalves RR; Laboratório de Materiais Luminescentes Micro e Nanoestruturados-Mater Lumen, Departamento de Química, Faculdade de Filosofia Ciências e Letras de Ribeirão Preto, Universidade de São Paulo, Ribeirão Preto, Brazil.
Jazyk:	angličtina
Zdroj:	Frontiers in chemistry [Front Chem] 2022 Jul 04; Vol. 10, pp. 915335. Date of Electronic Publication: 2022 Jul 04 (Print Publication: 2022).
DOI:	10.3389/fchem.2022.915335
Abstrakt:	This paper reports on the preparation of Er 3+ /Yb 3+ /Tm 3+ , Er 3+ /Yb 3+ /Nd 3+ , and Er 3+ /Tm 3+ /Nd 3+ triply doped and Er 3+ -doped SiO 2 -Ta 2 O 5 glass ceramic nanocomposites and active planar waveguides by the sol-gel process using the dip-coating technique as deposition method. The investigation of their structural, morphological, and luminescent properties using XRD, AFM, and photoluminescence analysis, are reported here. The XRD results showed the presence of L-Ta 2 O 5 nanocrystals dispersed in the SiO 2 -based amorphous host for all the nanocomposites and films. The rare earth ion (RE 3+ ) doping concentration affected both the crystallinity, and the crystallite sizes of the Ta 2 O 5 dispersed into SiO 2 -Ta 2 O 5 nanocomposites and waveguides. AFM characterization revealed crack free and smooth surface roughness and differences in viscoelasticity on the Er 3+ -doped SiO 2 -Ta 2 O 5 films surface, which allows the identification of Ta 2 O 5 nanocrystals on the SiO 2 amorphous host. The Er 3+ doped and triply doped SiO 2 -Ta 2 O 5 nanocomposites displayed broad- and super broadband NIR emissions with a FWHM up to 173 nm achieved in the telecom wavelengths. The lifetime of the 4 I 13/2 emitting level of the Er 3+ -doped SiO 2 -Ta 2 O 5 waveguides is strongly dependent on Er 3+ concentration and an emission quenching was negligible up to 0.81 mol%. The structural and luminescent investigations indicated that RE 3+ -doped SiO 2 -Ta 2 O 5 glass ceramics are promising candidates for photonic applications in optical devices operating in wide wavelengths at the telecom bands. Competing Interests: The authors declare that the research was conducted in the absence of any commercial or financial relationships that could be construed as a potential conflict of interest. The handling editor LR declared a shared affiliation with the authors at the time of review. (Copyright © 2022 De Oliveira Lima, Caixeta, Souza, Rosa, Soares, Crumo, Borin, Ferrari and Gonçalves.)
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