Synthesis and characterization of optical nanocrystals and nanostructures. An approach to transparent laser nanoceramics

Abstract

Synthesis and characterization of optical nanocrystals and nanostructures. An approach to transparent laser nanoceramics<br/><br/>Montserrat Galceran Mestres<br/><br/><br/>Els materials nanocristal·lins són materials policristal·lins amb una mida de partícula en el rang dels nanòmetres. Presenten diferents propietats físiques, òptiques, electròniques, químiques i estructurals perquè tenen una proporció més elevada d'àtoms a la superfície que els materials en volum. La síntesi de nanocristalls és la primera etapa per fabricar materials nanoceràmics per a aplicacions làser. Són atractius per a làsers en estat sòlid perquè ofereixen avantatges com ara: baix cost, fabricació senzilla i bones propietats mecàniques i òptiques.<br/>Aquesta tesi tracta la síntesi i caracterització de nous nanomaterials òptics (KRE(WO4)2, RE2O3, KTiOPO4) dopats amb ions actius com les terres rares (RE), erbi, iterbi, holmi i europi com a primera etapa per sintetitzar noves ceràmiques làser Ho:Lu2O3. Per avaluar les qualitats d'aquests materials com a possibles làser en estat sòlid o materials d'òptica nolinear, s'ha dut a terme una caracterització estructural, òptica i espectroscòpica aquests nanomaterials (nanocristalls, nanoestructures i nanoceràmiques).<br/>Synthesis and characterization of optical nanocrystals and nanostructures. An approach to transparent laser nanoceramics<br/><br/>Montserrat Galceran Mestres<br/><br/><br/>Nanocrystalline materials are polycrystalline materials with a particle size in the nanometer range that have different physical, optical, electronic, chemical and structural properties because they have a larger fraction of surface atoms than larger-scale materials. The synthesis of nanocrystals is the first step in manufacturing nanoceramic laser materials; they are very attractive to solid state laser due to several advantages such as low cost, easy fabrication and good mechanical and optical properties.<br/>This thesis deals with the synthesis and characterization of new optical nanomaterials (KRE(WO4)2, RE2O3, KTiOPO4) doped with active rare earth (RE) ions as erbium, ytterbium, holmium and europium as a first step to synthesize a new Ho:Lu2O3 laser ceramics. An extensively structural, optical and spectroscopic characterization of the nanomaterials (nanocrystals, nanostructures and nanoceramics) was performed in order to evaluate these materials as a promising solid state laser or nonlinear optical materials.