Optoelektronikte fiber optik kablo korlarında, laser kristallerinde ve güneş enerji
sistemlerinde kullanılabilecek vanadium pentaoksit (V2O5) katkılı çinko borat (ZnB) oksit camlar
başarıyla sentezlenmiştir. Sentezlenen camlara ait yapısal karakterler diferansiyel taramalı
kalorimetre (DSC) ve Fourier dönüşümlü kızılötesi spektroskopisi (FTIR) ile belirlenmiştir.
Camsı geçiş (Tg), kristallenme (Tc), erime sıcaklıkları (Tm) ve termal kararlılıklar (DT) belirlenerek
V2O5 değişimiyle ilgisi açıklanmıştır. FTIR verilerine göre yapıyı oluşturan bor ve çinkonun
yapısal birimleri belirlenmiştir. Borun cam matrisini BO3, BO4 ve boroksol halka yapısal
birimleriyle oluşturduğu, çinkonun ise cam matrisine tetrahedral ZnO4 ve oktahedral ZnO6 yapısal
birimleri ile katkıda bulunduğu, vanadyumun yapıda çoğunlukla VO4 ve VO5 yapısal birimleriyle
yer alarak düzenleyici görev üstlendiği belirlenmiştir. V2O5 katkısının artması yapının termal,
yapısal ve fiziksel özelliklerini değiştirmektedir. Belirgin biçimde değiştirdiği özelliklerin
başında optik özellikler gelmektedir. Sentezlenen numunelere ait indirekt optik bant aralığı,
Urbach enerjisi, kırılma indisi değerleri belirlenmiş, geçirgenlik ve absorpsiyon spektrumlarında
kırmızı dalgaboyuna kaymalar net bir şekilde gözlenmiştir. Optik bant aralığı V2O5 artışıyla 2.55
eV dan 1.24 eV’a azalmış, buna karşılık Urbach enerjisi 0.246 eV’dan 0.630 eV’a arttığı
belirlenmiştir. Ayrıca, sentezlenen numunelere ait yoğunluk, molar hacim incelenmiş ve
yorumlanmıştır.
Vanadium pentaoxide (V2O5) doped zinc borate (ZnB) oxide glasses that could be used in
fiber optic cable cores in optoelectronics, in laser crystals in solar energy systems have been
synthesized successfully. Structural characters of synthesized glasses were determined with
differential scanning calorimeter (DSC) and Fourier-Transform infrared spectroscopy (FTIR).
Glass transition (Tg), crystallization (Tc) and melting temperatures (Tm), and thermal stabilities
(DT) of the glasses were determined and also their association with the change in V2O5 was
explained. Structural units of boron and zinc that form the structure were determined according
to FTIR data. As a result, it was determined that boron formed the glass matrix with BO3, BO4
and boroxol ring structural units; on the other hand, zinc contributed to the glass matrix with
tetrahedral ZnO4 and octahedral ZnO6 structural units, and vanadium usually had modifier role in
the structure with its VO4 and VO5 structural units. V2O5’s presence in the structure with
increasing amount changes thermal, structural and physical properties. Among the properties that
significantly change, the most important one is optical properties. Indirect optical band gaps,
Urbach energies, refractive index values of these synthesized samples were determined, and quite
clear shifts towards red region were observed in the transmittance and absorption spectra. Optical
band gap decreased to 1.24 eV from 2.55 eV with increasing amount of V2O5; on the other hand,Urbach energy was determined to increase to 0.630 eV from 0.246 eV. Densities, molar volumes
of these synthesized glasses were also examined and commented on.
