TW201004889A - Ga-P-S glass compositions - Google Patents
Ga-P-S glass compositions Download PDFInfo
- Publication number
- TW201004889A TW201004889A TW098113970A TW98113970A TW201004889A TW 201004889 A TW201004889 A TW 201004889A TW 098113970 A TW098113970 A TW 098113970A TW 98113970 A TW98113970 A TW 98113970A TW 201004889 A TW201004889 A TW 201004889A
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- glass
- atoms
- combination
- scope
- patent application
- Prior art date
Links
- 239000011521 glass Substances 0.000 title claims abstract description 118
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 37
- 229910052711 selenium Inorganic materials 0.000 claims description 51
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims description 47
- 229910052714 tellurium Inorganic materials 0.000 claims description 46
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 claims description 31
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 claims description 24
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 claims description 20
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims description 16
- 125000004434 sulfur atom Chemical group 0.000 claims description 12
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 claims description 10
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 230000009477 glass transition Effects 0.000 claims description 7
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052747 lanthanoid Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 150000002602 lanthanoids Chemical class 0.000 claims description 5
- 229910005842 GeS2 Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052745 lead Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052958 orpiment Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052716 thallium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910005862 GeS2 Ga2S3 Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910005228 Ga2S3 Inorganic materials 0.000 claims 3
- 102200084471 c.4C>T Human genes 0.000 claims 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 claims 1
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 abstract description 8
- 239000000146 host glass Substances 0.000 abstract description 3
- 239000000835 fiber Substances 0.000 abstract description 2
- 239000002203 sulfidic glass Substances 0.000 description 13
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 9
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 description 8
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 5
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 5
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 4
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 3
- CUGMJFZCCDSABL-UHFFFAOYSA-N arsenic(3+);trisulfide Chemical compound [S-2].[S-2].[S-2].[As+3].[As+3] CUGMJFZCCDSABL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 239000000075 oxide glass Substances 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OAKJQQAXSVQMHS-UHFFFAOYSA-N Hydrazine Chemical compound NN OAKJQQAXSVQMHS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000007496 glass forming Methods 0.000 description 2
- 238000004433 infrared transmission spectrum Methods 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- SKIIKRJAQOSWFT-UHFFFAOYSA-N 2-[3-[1-(2,2-difluoroethyl)piperidin-4-yl]oxy-4-[2-(2,3-dihydro-1H-inden-2-ylamino)pyrimidin-5-yl]pyrazol-1-yl]-1-(2,4,6,7-tetrahydrotriazolo[4,5-c]pyridin-5-yl)ethanone Chemical compound FC(CN1CCC(CC1)OC1=NN(C=C1C=1C=NC(=NC=1)NC1CC2=CC=CC=C2C1)CC(=O)N1CC2=C(CC1)NN=N2)F SKIIKRJAQOSWFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004738 31P MAS NMR Methods 0.000 description 1
- 241000182988 Assa Species 0.000 description 1
- 238000005481 NMR spectroscopy Methods 0.000 description 1
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- -1 Te Ga Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000005354 aluminosilicate glass Substances 0.000 description 1
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic atom Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CJDPJFRMHVXWPT-UHFFFAOYSA-N barium sulfide Chemical compound [S-2].[Ba+2] CJDPJFRMHVXWPT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910002056 binary alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N bismuth atom Chemical compound [Bi] JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- TVFDJXOCXUVLDH-UHFFFAOYSA-N caesium atom Chemical group [Cs] TVFDJXOCXUVLDH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 1
- 238000000113 differential scanning calorimetry Methods 0.000 description 1
- 230000005670 electromagnetic radiation Effects 0.000 description 1
- 238000012681 fiber drawing Methods 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000655 nuclear magnetic resonance spectrum Methods 0.000 description 1
- 150000002923 oximes Chemical class 0.000 description 1
- 230000002688 persistence Effects 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 238000001845 vibrational spectrum Methods 0.000 description 1
- 238000001429 visible spectrum Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C3/00—Glass compositions
- C03C3/32—Non-oxide glass compositions, e.g. binary or ternary halides, sulfides or nitrides of germanium, selenium or tellurium
- C03C3/321—Chalcogenide glasses, e.g. containing S, Se, Te
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C4/00—Compositions for glass with special properties
- C03C4/10—Compositions for glass with special properties for infrared transmitting glass
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
Description
201004889 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於Ga-P-S玻璃組成份。玻璃組成份可透射 紅外線。透射紅外線玻璃可應用於例如紅外線視窗，波導 纖維’以及作為發冷光摻雜劑例如為稀土族摻雜劑之宿主 玻璃。 【先前技術】 紅外線輻射是電磁光譜中頻率在紅光以下的部份。紅 外線傳輸材料有很多種應用。例如，在天文學領域，地球的 大氣層並不會散射紅外線輻射如同散射可見光一樣。因此 ，可使用阻擒紅外線以外的特殊濾波器以取得精準的天文 影像’而沒有可見光的散播。例如，在缺乏可見光的情況 要偵測物體或人的位置也可喊崎輸紅外_射。這種 特性已經使用在軍事紅外線感測器的應用。 透射紅外線的玻璃譬如本公司之翻專利編號第5 ^ 〇, 885號中所說明的，透射_到電磁細光譜敝外線 份是由於其減子能4。例如，·玻触叫當土。 摻雜物紐後可以使用在效能詩，放大 的製造上。 卩上轉換盗 因為金屬-硫的鏈結-般比金屬—氧的鏈結還弱 物玻璃比氧化物玻璃顯示較低的光子能量，_更進二 透射輻射到電磁輻射光譜的紅外線部份。 ， 璃有可能是豨土金糾主糾料，譬如 5,240,885射所說明__用。美國專利編號第 201004889 然而，很多硫化物玻璃顏色是暗色的因此可能不適用 作為上述應用的主玻璃，反而是稀土元素比較容易吸收輻 射。一種硫化物玻璃的例子是硫化神，在輻射光譜可見光 部分的長波長範圍，其輻射是透明的而且深入紅外線區域 ，因此適合做為稀土金屬適合的宿主玻璃。然而，我們發現 稀土掺雜物很不容易溶解在硫化砷玻璃。 我們知道稀土摻雜物是很容易溶解在大多數的氧化物 ^ 玻璃’因此我們認為其不易溶解在硫化珅玻璃是因為硫化 砷玻璃和氧化物玻璃之間存在整體結構的相異性。我們認 為硫化砷玻璃是由共價鏈結的AsSa金字塔型族群的長鏈和 層所組成，而氧化物玻璃通常包含相對離子鏈結的M〇4四面 ' 體三維網狀，這裡Μ是所謂網狀形成的金屬，譬如矽，磷，鋁 . 等等。稀土摻雜物包含在這些離子網狀結構中可以補償因 呈現兩種或以上的網狀形成金屬，譬如鋁矽酸鹽玻璃中的 鋁和矽麟所引起的電荷不平衡。 參 在本公司之美國專利編號第5, 392, 376號中說明硫化 物玻璃的系統，在電磁光譜的可見光和紅外線部份顯示出 優良的透明性，而且有相對離子的三維結構包含硫化鎵玻 - 璃。相對於硫化砷玻璃，這些玻璃的結構是根據三維連結 角落共用的GaS4四面體。稀土金屬元素很容易溶解在這些 玻璃中。在 Journal of Non-Crystalline Solids 期刊的 論文"Vibrational Spectra and Structure of As-P-S Glasses"和"A Glass-Forming System With Compound-Forming Tendency: As4S6-P4S10” 中 已描述過二元 AsP 硫 4 201004889 化物玻璃。然而，文中描述的玻璃是不含Ga的。 在本公司之美國專利編號第6, 277, 775號中說明富含 Ge的GeAs硫化物玻璃包含Ρ$5和選擇性的以说或比说被 認為也是可有效擴散稀土掺雜物有用的主玻璃。 最好有另外的Ga-P-S玻璃組成，在電磁光譜的紅外線 部份是透明的，可有效地被塗上稀土金屬。或者，最好有Ga ~P~S玻璃組成，在電磁光譜的可見光部份也是透明的，可以 _ 增加持久性。 【發明内容】 本發明一項實施例為玻璃組成份，其以原子百分比表 示包含： 45%至85% S，或S與Se之組合，或S與Te之組合，或S及Se及 - Te之組合，其中S百分比大於或等於Se，Te，或Se與Te組合之 百分比； 大於0至25% Ga，或Ga與In之組合，其中in之百分比小於 0 或等於20%; 大於0至20% P; ' 〇 至 40% As; ' 〇 至 15% Ge; 〇 至 10% Sb;及 0至5% M，其中Μ選自於Sn，Tl，Pb，Bi及其組合； 其中每一百分比依據玻璃組成份中s，Se，Te Ga，In，p，As ，Ge,Sb，及Μ原子總和。 我們也很驚訝地發現在富含As的硫化物玻璃，再加上 5 201004889
Ga矛Ρ θ產生延伸的二元系統As2s3—Ga2S3-P2S5玻璃形成 。更者，在這系統中的玻璃形成足夠延伸，可形成二元的 Ga2S3-P2Ss玻璃。使用這種組成作為主要玻璃也可證實在 二元GeSKiaSH^S5系統玻璃形成的連續場。 這種玻璃組成解決了一個或以上前述傳統玻璃組成的 缺點，並提供一個或以上下列的優點：增加熱穩定性的玻璃 ' 和更具彈性的調整其他玻璃特性，譬如像是玻璃轉變溫度 m (Tg)，軟化點，應變點，退火點等溫度特性，以及熱膨脹係數 (CTE)和折射率，這些對一些特定應用是很重要的。 例如，這裡描述玻璃組成的玻璃轉變溫度是丨即艽或以 上。玻璃轉變溫度也可以是45(TC或以下。玻璃在接近電 - 磁光讀的可見光部份是透明的，譬如在可見光譜的較長波 長範圍。 本發明包括的含Ga和P玻璃的較廣玻璃形成區域，提供 了調整玻璃特性的彈性，譬如像是Tg，軟化點，應變點退火 點等溫度特性，以及CTE和折射率，這些對這些特定應用是 很重要的。 ' 本發明其他特性及優點揭示於下列說明，以及部份可 由說明清楚瞭解，或藉由實施下列說明以及申請專利範圍 以及附圖而明瞭。 人們暸解先前一般說明及下列詳細說明只作為範例性 及說明性，以及預期提供概要或架構以瞭解申請專利範圍 AKK界定出本發明原理及特性。 所包含附圖在於提供更進一步暸解本發明，以及在此 201004889 。附圖顯示出本發明不同的 本發明之原理及操作。 加入作為發明說明書之一部份 實施例及隨同詳細說明以解釋 【實施方式】 現在參考本發明優先實施例詳細作說明其範麵示 於附圖中。儘可能地，整個附圖中相同的參考數字代表相 同的或類似的元件。 Ο
本發明-項魏例為玻輪成份其⑽子百分比表 示包含： 45%至85% S，或S與Se之組合，或S與Te之組合，或s及义及
Te之組合，其中S百分比大於或等於Se，Te，或乂與化組合之 百分比； 大於0至25% Ga，或Ga與In之組合，其中ιη之百分比小於 或等於20%; ' 大於0至20% P; 0 至 40% As; 0 至 15%Ge; 0 至 10% Sb;及 0至5% M，其中Μ選自於Sn，Tl，Pb，Bi及其組合； 其中每一百分比依據玻璃組成份中S，Se, Te, Ga，In，P，As ,66,51)，及诞原子總和。 在一項實施例中，玻璃組成份包含大於0% As，大於〇% Ge，大於5% Sb，及/或大於〇% Μ。 在玻璃組成份中包含不同數量例如微量，〇. 1，0. 2, 0. 3 ，高達以及包含10% Sb ° 7 201004889 在一項實施例中，玻璃組成份包含大於〇% μ。不同的 數量，例如微量，〇· 1，〇. 2, 0. 3,高達以及包含5% Μ能夠存在 於玻璃組成份中。玻璃組成份因而可包含例如大於〇% Sn, 大於0% T1，大於〇% Pb，及/或大於〇% Bi。 上述所說明元素，以及Sb及/或Μ特別地能夠使用不同 的數量以改變玻璃之一項或多項物理特性，例如Tg，CTE,密 • 度，及/或吸附。 - 在一項實施例中，玻璃組成份包含二元Ga2S3-P2S5系 ❹ 統，其中一個或多個S原子可被Se或Te替代;一個或多個Ga 原子可被In替代；以及S，Se，以及Te原子之總數量為70%至 130%化學計算值。依據一項實施例，二元以心守说系統 包含40%至60%莫耳比GazS3以及40至60%莫耳比p2s5,其中 一個或多個S原子可被Se或Te替代；一個或多個Ga原子可被 In替代；以及S，Se，以及Te原子之總數量為70%至130%化學 計算值。 ❹ 在另一項實施例中，玻璃組成份包含三元GeStGa2S3- P&系統，其中一個或多個s原子可被Se或Te替代；一個或 多個Ga原子可被I n替代；以及s，Se，以及Te原子之總數量為 . 70%至130%化學計算值。 三元GeSH^Ss-PzS5系統能夠包含例如1至6〇q/q莫耳 比GazS3,1至60%莫耳比PA,以及大於〇至55%莫耳比GeS2 ;其中一個或多個S原子可被Se或Te替代;一個或多個以原 子可被In替代；以及s，Se，以及Te原子之總數量為70%至 130%化學計算值。 $ 201004889 在另一項實施例中，玻璃組成份包含三元As2S3_Ga2S3 -P2Ss系統，其中一個或多個s原子可被Se或Te替代；一個或 多個Ga原子可被ln替代；以及S，Se，以及Te原子之總數量為 70%至130%化學計算值。 —^兀As2S3-Ga2S3-P2S5系統能夠包含例如1至β〇%莫耳 比GazS3,1至60%莫耳比Ρ65,以及大於〇至95%莫耳比aS2s3 •;其中一個或多個S原子可被Se或Te替代；一個或多個以原 Λ 子可被Ιη替代；以及S，Se，以及Te原子之總數量為7〇%至 ® 麗化學計算值。 依據一些實施例，玻璃組成份更進一步包含一種或多 種爛系元素。在組成份中每一鑭系元素能夠獨立地存在高 達5%原子比，其依據玻璃組成份中總原子數，組成份包含一 種或多種綱系元素。不同的數量，例如微量0.1 0.2 〇 3 高達以及包含5%原子比一種或多種鑭系元素能夠存在於玻 璃組成份中。鑭系元素例如為鑭，鈽，镨，鈥，鉅髟，銪，礼， 試，鏑，鈥，斜，链，镱，以及鑛。 上述所說明玻璃組成份不同的次群組形成本發明其他 實施例。例如在一項次群組中，玻璃組成份以原子百分比 ^ 表示包含： 60%至70% S，或S與Se之組合，或S與Te之組合，或s及义及
Te之組合，其中S百分比大於或等於免，Te，或Se與Te組合之 百分比； 6%至25% Ga，或Ga與In之組合；以及 15%至 20% P。 201004889 該玻璃組成份能夠包含例如大於〇至15% In。 在第二項次群組中，玻璃組成份以原子百分比表示包 含： 60%至70% S，或S與Se之組合，或S與Te之組合，或S及Se及 Te之組合，其中S百分比大於或等於Se，Te，或&與Te組合之 百分比； ❹ 1%至16% Ga，或Ga與In之組合；以及 1%至17% P;以及 4%至 40% As。 在第三項次群組中，玻璃組成份以原子百分比表示包 含： 60%至70% S，或S與Se之組合，或S與Te之組合，或s及Se及
Te之組合，其中s百分比大於或等於Se，Te，或&與Te組合之 百分比； 10%至20% Ga，或Ga與In之組合；以及 10%至20% P;以及 1% 至 15% Ge。 。在此所說明玻璃組成份能夠包含例如玻璃轉變溫度為 150 C或更高。玻璃轉變温度亦能夠為45(rc或較低。玻璃 能夠在電磁頻譜之近紅外線部份為透明的。玻璃透明能夠 延伸至電_狀可見光部份，例何就親之較長波 長範圍。 本發明包含Ga及P麵之肤玻獅賴域提供特別 設計玻璃特性之彈性，該特性包含例如L，軟化點應變點， 10 201004889 退火點，以及CTE，以及對特定應用非常重要之折射率。
Ga和P在玻璃内一起出現會造成類似GapSi結構單元的 形成，如圖1所示GaP&玻璃的叩MAS NMR光譜，在這個例 子中範例組成份1顯示於表丨。在84ppm的共振16是和玻璃 中的PS4/2族群相關。 這些類似GaPS4結構單位和含p，但不含(ja的硫化物玻 璃作比較可供改善的持久性。p通常是以四面體S=ps3/2 ^ 族群呈現，在這裡四個協調的S原子每個都是非鏈結的，因 此疋相當谷易反應的。於是，這種材料通常有較差的防潮 性。Ga的呈現會將其轉換為四面體pS4,2族群，在這裡四個 協調的S原子全部會在p和鄰近的Ga原子之間形成鏈結產 生更能化學性抵抗的網狀結構。當Ga和P的比例等於或大 • 於1時，所有P上的非鏈結S原子就會以Ga補償，因而使持久 性最大化。在特定實施範例中，Ga/p的比例是〇. 8嬖 於或等於1。 ’ ° 〇 圖2顯示的是％對範例玻璃組成的圖表，例如線1〇顯示 範例GeS^GaPS4玻璃對玻璃組成中呈現的部份(^逆&的Tg， 線12顯示範例AsPS^GaPS4玻璃對玻璃組成中呈現的部份 GaPS4的Tg，而線14則顯示範例As2S3_GaPS4玻璃對玻璃組 成中呈現的部份GaPS4的Tg。因此，纖維抽拉或麵成型的 溫度可以調整在至少200。(：的範圍。 和其他硫化物玻璃一樣，這裡描述的玻璃組成在電磁 光5普的紅外線部份，具有增加的透明度，如圖3所示。線Μ 顯示範例GaPAs硫化物玻璃的紅外線傳輸光譜，範例13顯示 201004889 於表2中。樣本厚度是2mm。 減少的濃度或缺少S=PS3,2族群，由於p=s延伸可以降 低或消除相當高頻率的吸收。 範例： 依據本發明，玻璃組成的準備可以使用熟悉此項技術 的人已知的傳統硫化物玻璃融化和形成方法。例如，針對 . 以下例子的範例玻璃組成份，在充滿氮氣的手套盒中，將1〇 • 克到36克的以，P，As，Ge，和S元素批料載入到熔融矽土密封 ® 管中。密封管被抽空到約10—6T〇rr，火焰密封然後在震盪 的火爐中加熱到約800X：。在熔化後，密封管在室溫的水中 淬冷，將硫化物融體轉換成玻璃。 . 範例性組成份由表1，表2,表3,表4,及表5中範例顯示 出。每一表顯示出實際配料重量，玻璃組成份為原子百分 比，以及玻璃組成份為莫耳百分比。 表1顯示二元GazSa-PzSs系統，以及以in部份取代Ga的 ❹ 範例中玻璃形成的例子。表2和3顯示三元As2S3-Ga2S3- P2S5糸統，以及表2 —起顯不的As2S3*~GaPS4玻璃，和表3 — - 起顯示的AsPS^GaPS4玻璃的玻璃形成例子。表4顯示三元 GeS2-Ga2S3-P2S5系統的三元玻璃。表5顯示在二元Ga2s3-PzSs 系統，三元 GeS2-Ga2S3~P2S5 系統，三元 As2S3-Ga2S3-Ρ$5系統中，非化學計量玻璃形成的例子。對於玻璃在該 特定玻璃組成正常化學計量，當玻璃包含成份為呈現於其 各別欄中或1〇〇鮮荒時，在表5 t%xsS為硫超出正常化學計算 之百分比。例如，表5的範例3i在紅沾列是顯示-ίο。這種 12 201004889 玻璃組成和某特疋玻璃組成正常化學計量比較下，有l〇Q〜 10=90百分比的硫。例如，表5的範例36在%狀3列是顯示1〇 。這種玻璃組成和特定玻璃組成正常化學計量比較下有 100+10=110百分比的硫。
Tg是以差示掃瞄測熱法(DSC)測量，而軟化點（Ts)是以 平行板的黏滯係數測定法決定出。吸收邊緣（λβ)是當波 長在2. 4微米下透射等於50%時，從透射數據計算出。 業界熟知此技術者暸解本發明可作許多變化及改變而 並不會脫離本發明之精神及範圍。因而，預期本發明含蓋 這些變化以及改變，其屬於下列申請專利範圍以及同等物 範圍内。 表1
Ga 1 10.964 2 2.479 3 3.340 4 2.688 5 2.344 6 7 8 9 (gms) 2.013 1.694 1.386 1.089 XT (gms) Ττ\ 4.871 Ϊ.493 1.214 1.327 1.302 1.27 7 1.254 1.232 1.210 (gms) Q 0.492 0.965- 1.421 1.860 2.283 2.69~ (gms) 20.166 5.758 5.446 5.4 93 5.389 5.289 5.192 5.099 5. ooF Ga 16.67 14.75 18,64 15 13713- (at%) 11.67 10 8.33 6.67 P 16.67 18.03 15.25 16.67 — 16.67 (at%) Tn 16.67 16.67 16.67 16.67 (at%l C 1.67 3.33 5 6.67 8.33 10 (at%) όο.67 67.21 66.10 66.67 66.67 66.67 66.67 66.67 66.67 ---J Ga.2S3 (mol%) 50 45 55 45 40 35 30 25 20 xil2〇3 (mol%) 5 10 15 20 25 30 —(mol%> 50 bb 45 50 50 50 50 50 50 —τσ ~360 330 404 361 355 ------- 355 357 350 343 13 201004889
範例 10 11 12 13 14 15 16 17 18 Ga (gms) 1.027 2.069 3.126 4.197 5.285 6.387 7.506 8.642 9.7 94 P (gms) 0.456 0.919 1.389 1.865 2.348 2.838 3.335 3.839 4.351 As (gms) 19.872 17.788 15.675 13.532 11.358 9.152 6.914 4.643 2.238 S (gms) 14.645 15.224 15.811 16.406 17.010 17.623 18.245 18.876 19.516 Ga (at%) 1.96 3.85 5.66 7.41 9.09 10.71 12.28 13.79 15.25 P (at%) 1.96 3.85 5.66 7.41 9.09 10.71 12.28 13.79 15.25 As (at%) 35.29 30.77 26.42 22.22 18.18 14.29 10.53 6.90 3.39 S (at%) 60.78 61.54 62.26 62.96 63.64 64.29 64.91 65.52 66.10 63.2S3 (xnol%) 5 10 15 20 25 30 35 40 4 5 A.S2S3 (mol%) 90 80 70 60 50 40 30 20 10 P2S5 (mol%) 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Τα 185 191 195 211 225 236 254 284 322 Ts 253 260 272 λ〇 630 622 617 650 661
範例 19 20 21 22 23 24 25 Ga (gms) 1.074 2.154 3.238 4.326 5.420 6.519 7.623 P (gms) 4.773 4.784 4.794 4.805 4.816 4.827 4.838 As (gms) 10.391 9.257 8.118 6.974 5.825 4.670 3.511 S (gms> 19.762 19.806 19.850 19.895 19.939 19.984 20.029 Ga (at%) 1.67 3.33 5 6.67 8.33 10 11.67 P (at%) 16.67 16.67 16.67 16.67 16.67 16.67 16.67 As (at%) 15 13.33 11.67 10 8.33 6.67 5 S (at%) 66.67 66.67 66.67 66.67 66.67 66.67 66.67 Ga2&3 (mol%) 5 10 15 20 25 30 35 As2S3 (mol%) 45 40 35 30 25 20 15 P2S5 (mol%) 50 50 50 50 50 50 50 Tex 193 204 211 226 242 254 269 ❹ 表4 範例 26 27 28 29 30 6a (gms) 6.864 7.842 8.729 9.539 10.281 P (gms) 3.050 3.484 3.878 4,238 4.568 Ge (gms) 7.147 5.443 3.895 2.483 1.189 S (gms) 18.939 19.232 19.497 19.740 19.962 Ga (at%) 11.11 12.5 13.75 14.81 15.79 P (at%) 11.11 12.5 13.75 14.81 15.79 Ge (at%) 11.11 8.33 5.88 3.70 1.75 S (at%) 66.67 66.67 66.67 66.67 66.67 GeS2 (mol%) 50 40 30 20 10 6a2S3 (mol%) 25 30 35 40 45 p2s5 (mol%) 25 30 35 40 45 Τα 379 369 347 338 336 14 201004889 表5 範例 31 32 33 34 35 36 Ge (gms) - _ 1,144 1.026 - — As (gms) - 一 — - 3.311 3.013 6a (gms) 3.226 2.884 2.564 2.300 1.541 1.402 P (gms) 1.423 1.281 1.139 1.022 0.684 0.623 S (gms) 5.341 5.835 5.153 5.651 4.463 4.963 Ge (at%) - 一 6.30 5.51 — — As (at%) — - — 19.42 17.10 Ga (at%) 17.86 15. 63 14.71 12.87 9.71 8.55 P (at%) 17.86 15.63 14.71 12.87 9.71 8.55 S (at%) 64.29 68.75 64.29 68.75 61.17 65.81 GeS2 (mol%) - - 30 30 - - As2S3 (mol%) - - - - 50 50 G3.2&3 (mol%) 50 50 35 35 25 25 P2S5 (mol%) 50 50 35 35 25 25 %xsS -10 10 -10 10 -10 10 Τα 402 327 401 338 225 197
【圖式簡單說明】 本發明下列特定實施例之詳細說明隨同參考附圖將能 夠最佳地瞭解，其中相同的數字表示相同的元件。 ' 圖1為依據一項實施例玻璃組成份固態31P磁角度旋轉 - 核磁共振(31P MAS NMR)頻譜。 圖2為曲線圖，其顯示出範例性玻璃組成份Tg與GaPS4 莫耳百分比。 ❹ 圖3為曲線圖，其顯示出依據一項實施例玻璃組成份紅 外線透射頻譜。 【主要元件符號說明】 ’ 曲線 10,12,14,18;範例 13, 31;共振 16。 i5
Claims (1)
- 201004889 七、申請專利範圍： 1. 一種玻璃組成份，其以原子百分比表示包含： 45%至85% S,或S與Se之組合，或S與Te之組合，或S及Se及 Te之組合，其中S百分比大於或等於Se，Te，或Se與Te組合之 百分比； 大於0至25% Ga,或Ga與In之組合，其中In之百分比小於 * 或等於20%; . 大於0至20%P; @0至40%八8; 0 至 15% Ge; 0 至 10%Sb;及 - 0至5% M，其中Μ選自於Sn，Tl,Pb,Bi及其組合； 其中每一百分比依據玻璃組成份中S, Se, Te, Ga, In, P, As ,Ge, Sb,及M原子總和。 2. 依據申請專利範圍第1項之玻璃組成份，其中包含大於0°/〇 As ° 3. 依據申請專利範圍第1項之玻璃組成份，其中包含大於0°/〇 • Ge〇 - 4.依據申請專利範圍第1項之玻璃組成份，其中包含大於〇% Sb° 5. 依據申請專利範圍第1項之玻璃組成份，其中包含大於0% M° 6. 依據申請專利範圍第1項之玻璃組成份，其中包含二元 Ga2S3-P2S5系統，其中一個或多個S原子可被Se或Te替代； 16 201004889 一個或多個Ga原子可被In替代；以及 S，Se，以及Te原子之總數量為70%至130%化學計算值。 7.依據申請專利範圍第6項之玻璃組成份，其中二元Ga2S3 -Ρ2&系統包含40%至60%莫耳比Ga2S3以及40至60%莫耳比 P2S5,其中 一個或多個S原子可被Se或Te替代； ' 一個或多個Ga原子可被in替代；以及 • S，Se，以及Te原子之總數量為70%至130%化學計算值。 ® 8.依據申請專利範圍第1項之玻璃組成份，其中包含三元 GeS2-Ga2S3 - P2S5 系統，其中 一個或多個S原子可被Se或Te替代； - 一個或多個Ga原子可被in替代；以及 . S，Se，以及Te原子之總數量為70%至130%化學計算值。 9.依據申請專利範圍第8項之玻璃組成份，其中三元Ges2-Ga2S3-P2S5系統能夠包含1至60%莫耳比Ga2S3,1至60%莫耳 φ 比P2Ss，以及大於0至55%莫耳比GeS2;其中一個或多個S原 子可被Se或Te替代；一個或多個Ga原子可被In替代；以及s， ’ Se,以及Te原子之總數量為70%至13〇%化學計算值。 '10·依據申請專利範圍第1項之玻璃組成份,其中包含三元 AS2S3-G^lS3-P2S5 系統，其中 一個或多個S原子可被Se或Te替代； 一個或多個Ga原子可被ιη替代；以及 S，Se’以及Te原子之總數量為70%至130%化學計算值。 11·依據申睛專利範圍第10項之玻璃組成份其中三元 17 201004889 系統包含！至6〇%莫耳比G威】 至60% 莫耳比胳，以及大於0至95%莫耳比As2S3;其中一個或多 個S原子可被Se或Te替代；-個或乡個Ga原子可被In替代； 以及S’ Se’以及Te原子之總數量為7〇%至13〇%化學計算值。 12.依射§f專利範圍第丨項之玻璃組成份，其中更進一步 包含一種或多種鑭系元素。 • 13.依據申請專利範圍第12項之玻璃組成份，其中組成份中 ^ 每一鑭系元素獨立地存在高達5%原子比，其依據玻璃組成 ® 份巾縣槐。 14.依據申請專利範圍第1項之玻璃組成份，其中以原子百 分比表示包含： 識至了⑽s，或S與Se之組合，或S與Te之組合，或S及Se及 Te之組合； 6%至25% Ga，或Ga與In之组合；以及 15%至 20% P。 ©15·依據申請專利範圍第14項之玻璃組成份，其中以原子百 分比表示包含大於0至15% In。 ‘ 16.依據申請專利範圍第1項之玻璃組成份，其中以原子百 - 分比表示包含： 60%至70% S，或S與Se之組合，或S與Te之組合，或S及Se及 Te之組合，其中S百分比大於或等於Se，Te，或Se與Te組合之 百分比； 1%至16% Ga，或Ga與In之組合；以及 1%至17%P;以及 18 201004889 4%至 40% As。 17. 依據申請專利範圍第1項之玻璃組成份，其中以原子百 分比表示包含： 60%至70% S’或S與Se之組合，或S與Te之組合，或S及Se及 Te之組合，其中S百分比大於或等於se，Te，或Se與Te組合之 百分比； * 10%至20% Ga，或Ga與In之組合；以及 * 1%至20%P;以及 m — 1°/〇至 15% Ge。 18. 依據申請專利範圍第1項之玻璃組成份，其中玻璃轉變 溫度為150°C或更高。 - 19.依據申請專利範圍第1項之玻璃組成份，其中玻璃轉變 . 溫度為450°C或更低。 20.依據申清專利範圍第1項之玻璃組成份，其中玻璃在電 磁頻譜之近紅外線部份中為透明的。 ❹21.依據申請專利範圍第1項之玻璃組成份，其中玻璃透明 延伸至電磁頻譜之可見光部份。 22.依據申請專利範圍第}項之玻璃組成份，其中玻璃組成 ' 份具有Ga/P比值為0. 8或更高。 19
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US12/111,620 US7767604B2 (en) | 2008-04-29 | 2008-04-29 | Ga—P—S glass compositions |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| TW201004889A true TW201004889A (en) | 2010-02-01 |
| TWI391360B TWI391360B (zh) | 2013-04-01 |
Family
ID=40848668
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| TW098113970A TWI391360B (zh) | 2008-04-29 | 2009-04-27 | 鎵磷硫組成物 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US7767604B2 (zh) |
| EP (1) | EP2294023B1 (zh) |
| JP (1) | JP5389159B2 (zh) |
| KR (1) | KR101515670B1 (zh) |
| CN (1) | CN102066274B (zh) |
| TW (1) | TWI391360B (zh) |
| WO (1) | WO2009134351A1 (zh) |
Families Citing this family (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5339720B2 (ja) * | 2007-12-28 | 2013-11-13 | 五鈴精工硝子株式会社 | モールド成型用赤外線透過ガラス |
| US9187360B2 (en) | 2012-04-20 | 2015-11-17 | Schott Corporation | Glasses for the correction of chromatic and thermal optical aberations for lenses transmitting in the near, mid, and far-infrared sprectrums |
| DE102014103560A1 (de) | 2013-03-15 | 2014-09-18 | Schott Corporation | Optisches Binden durch die Verwendung von optischem Glas mit niedrigem Erweichungspunkt für optische IR-Anwendungen und gebildete Produkte |
| CN103864296B (zh) * | 2014-03-26 | 2016-08-24 | 南京信息工程大学 | 一种红外光纤用硫系玻璃及其制备方法 |
| CN103864297A (zh) * | 2014-03-26 | 2014-06-18 | 南京信息工程大学 | 一种精密模压成型用中红外光学玻璃 |
| CN104355538B (zh) * | 2014-10-20 | 2016-12-21 | 江苏师范大学 | 一种硫化物红外玻璃及制备方法 |
| CN104402220B (zh) * | 2014-11-10 | 2017-02-22 | 湖北新华光信息材料有限公司 | 一种硫系光学玻璃 |
| CN104402221B (zh) * | 2014-11-26 | 2017-03-29 | 江苏师范大学 | 一种硫卤玻璃及其制备方法 |
| JP6661611B2 (ja) * | 2015-03-31 | 2020-03-11 | 国立大学法人京都工芸繊維大学 | モールド成型に適した赤外線透過ガラス |
| US10099957B2 (en) * | 2015-06-17 | 2018-10-16 | Schott Corporation | Infrared transmission chalcogenide glasses |
| EP3378844B1 (en) * | 2015-11-20 | 2020-01-15 | AGC Inc. | Optical glass |
| US10519061B2 (en) * | 2016-07-18 | 2019-12-31 | Corning Incorporated | Use of arsenic-free chalcogenide glasses for hot-melt processing |
| US10889887B2 (en) | 2016-08-22 | 2021-01-12 | Honeywell International Inc. | Chalcogenide sputtering target and method of making the same |
| CN113035692B (zh) * | 2021-03-05 | 2023-11-17 | 河南师范大学 | 一种超宽禁带二维半导体GaPS4的制备方法 |
| CN114656143B (zh) * | 2022-04-02 | 2023-04-11 | 中国科学院西安光学精密机械研究所 | 一种稀土离子掺杂硫系增益玻璃及其低温合成制备方法 |
| WO2025096732A1 (en) * | 2023-11-02 | 2025-05-08 | Corning Incorporated | Arsenic-rich, selenium-based chalcogenide glasses with ultra-low concentrations of dopant for injection molding |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5240885A (en) | 1992-09-21 | 1993-08-31 | Corning Incorporated | Rare earth-doped, stabilized cadmium halide glasses |
| US5392376A (en) | 1994-04-11 | 1995-02-21 | Corning Incorporated | Gallium sulfide glasses |
| US5389584A (en) * | 1994-04-11 | 1995-02-14 | Corning Incorporated | Ga- and/or In-containing AsGe sulfide glasses |
| AU2967800A (en) * | 1999-01-21 | 2000-08-07 | Corning Incorporated | Geas sulphide glasses containing p |
| US6696157B1 (en) * | 2000-03-05 | 2004-02-24 | 3M Innovative Properties Company | Diamond-like glass thin films |
| US20030064293A1 (en) | 2001-09-07 | 2003-04-03 | Polight Technologies Ltd. | Holographic recording medium |
| US7184203B2 (en) * | 2003-02-21 | 2007-02-27 | Burgener Ii Robert H | Rare earth compounds having photo-luminescent properties and applications thereof |
| US7116888B1 (en) * | 2005-04-13 | 2006-10-03 | Corning, Incorporated | Chalcogenide glass for low viscosity extrusion and injection molding |
-
2008
- 2008-04-29 US US12/111,620 patent/US7767604B2/en not_active Expired - Fee Related
-
2009
- 2009-04-27 TW TW098113970A patent/TWI391360B/zh not_active IP Right Cessation
- 2009-04-28 JP JP2011507425A patent/JP5389159B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2009-04-28 CN CN2009801243845A patent/CN102066274B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2009-04-28 WO PCT/US2009/002577 patent/WO2009134351A1/en not_active Ceased
- 2009-04-28 EP EP09739154.4A patent/EP2294023B1/en not_active Not-in-force
- 2009-04-28 KR KR1020107026540A patent/KR101515670B1/ko not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US7767604B2 (en) | 2010-08-03 |
| JP5389159B2 (ja) | 2014-01-15 |
| KR101515670B1 (ko) | 2015-04-27 |
| CN102066274B (zh) | 2013-07-24 |
| WO2009134351A1 (en) | 2009-11-05 |
| US20090270241A1 (en) | 2009-10-29 |
| CN102066274A (zh) | 2011-05-18 |
| JP2011518758A (ja) | 2011-06-30 |
| EP2294023A1 (en) | 2011-03-16 |
| KR20100134794A (ko) | 2010-12-23 |
| EP2294023B1 (en) | 2018-08-01 |
| TWI391360B (zh) | 2013-04-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| TW201004889A (en) | Ga-P-S glass compositions | |
| Al-Baradi et al. | Preparation and characteristics of B2O3–SiO2–Bi2O3–TiO2–Y2O3 glasses and glass-ceramics | |
| Nalin et al. | Antimony oxide based glasses | |
| US5392376A (en) | Gallium sulfide glasses | |
| JP2019517987A (ja) | 透明な近赤外線遮蔽ガラスセラミック | |
| JP6661611B2 (ja) | モールド成型に適した赤外線透過ガラス | |
| Sahar et al. | TeO2–ZnO–ZnCl2 glasses for IR transmission | |
| Shaaban et al. | Exploration of the glass domain in the SiO2-B2O3-TiO2-La2O3 system | |
| Bobkova et al. | Low-melting bismuth–borate glass: composition development | |
| Kurtulus et al. | High-density and transparent boro-tellurite glass system against ionizing radiation: Fabrication and extensive characterization studies | |
| Xia et al. | Glass formation and crystallization behavior of a novel GeS2–Sb2S3–PbS chalcogenide glass system | |
| Poirier et al. | Copper and lead halogeno-antimoniate glasses | |
| El-Deen et al. | Spectral properties of PbO–P2O5 glasses | |
| ElBatal et al. | Crystallization and spectroscopic characterizations of binary SrO-B2O3 glasses doped with LiF, NaF, CaF2, or TiO2 | |
| Guo et al. | Preparation and properties of chalcogenide glasses in the GeS2–Sb2S3–CdS system | |
| Ashida et al. | Glass formation and properties of glasses based on Ga2S3–Sb2S3 systems incorporated with CsX (X= Cl, Br, I) and AgCl | |
| KR100924120B1 (ko) | 디스플레이 패널 봉착 재료 | |
| CN108892375B (zh) | 一种硅锗酸盐玻璃及其制备方法 | |
| US9994478B2 (en) | Alkali selenogermanate glasses | |
| Kadono et al. | The formation and properties of glasses based on Ga2S3-Bi2S3 system | |
| WO2012075108A2 (en) | Pergallous alkaline earth selenogermanate glasses | |
| Anthonis et al. | Polynary silicon arsenic chalcogenide glasses with high softening temperatures | |
| Ledemi et al. | Colorless chalco-halide Ga2S3-GeS2-CsCl glasses as new optical material | |
| WO2015073282A1 (en) | Non-stoichiometric alkaline earth chalcogeno-germanate glasses | |
| Yezli et al. | Mechanical, Thermal, and Optical Properties of New Chloroantimonite Glasses in the Sb2O3–PbCl2–Ag Cl System |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees |