Préparation et caractérisation de poudres et céramiques (oxy) sulfures pour applications en optique active et passive

This work focuses on the preparation and characterization of sulfides and oxysulfide materials for passive or active optical applications. Precipitation and combustion synthesis were used as synthesis methods for the preparation of the precursor nanopowders such as ZnS, CaLa₂S₄, BaLa₂S₄ or La₂O₂S. Additional treatment under H₂S/N₂ was performed to purify the powders without modifying the cubic structure (ZnS) which is necessary for obtaining transparent ceramics. ZnS ceramics, with a maximum transmission of about 70% at the wavelength of 10 µm, were elaborated by Hot Pressing or Spark Plasma Sintering techniques for optical applications in the 8-12 µm. Fe²⁺ doped ZnS powders were synthesized and studied with a large emission band between 3 µm and 4.5 µm. Lasing has been obtained between 3.4 µm and 3.6 µm depending on the temperature. Er³⁺ and Yb³⁺ co-doped lanthanum oxysulfide powders were studied as fluorescent materials for solar spectrum in order to increase the efficiency of photovoltaic solar cells. Quantum yield higher than 100% was obtained with pumping at 523 nm for emission in the visible and the near-infrared. These results show that the lanthanum oxysulfide materials are efficient hosts for rare earths doping.Ce travail de recherche porte sur la synthèse, la mise en forme et la caractérisation de matériaux à base de sulfures ou oxysulfure pour des applications optiques passives ou actives. Différentes techniques de synthèse, notamment la précipitation en milieu aqueux ou la synthèse par combustion, ont été utilisées pour préparer les nanopoudres précurseurs, ZnS, CaLa₂S₄, BaLa₂S₄ ou La₂O₂S. Il a été constaté qu'un traitement sous H₂S/N₂ permet de purifier ces précurseurs tout en conservant la phase cubique (ZnS) nécessaires pour la préparation de céramiques transparentes. Des céramiques ZnS, avec une transmission maximale d'environ 70% à la longueur d'onde de 10 µm, ont été élaborées par compaction à chaud en utilisant les techniques Hot Pressing ou Spark Plasma Sintering pour des applications optiques dans la fenêtre 8-12 µm. Des poudres de ZnS dopées au Fe²⁺ ont été synthétisées et étudiées avec une bande d'émission très large entre 3 µm et 4,5 µm. Des effets laser ont été obtenus à des longueurs d'ondes entre 3,4 µm et 3,6 µm en fonction de la température. Des poudres d'oxysulfure de lanthane co-dopées à l'Er³⁺ et l'Yb³⁺ ont été étudiées comme matériaux fluorescents pour modifier le spectre solaire avec l'objectif d'augmenter le rendement des cellules solaires photovoltaïques. Un rendement quantique supérieur à 100% a été obtenu avec un pompage à 523 nm pour des émissions dans le visible et le proche infrarouge. Ces résultats montrent que ces matériaux sont des matrices très efficaces pour le dopage des terres rares

Etude par DRX du role du cesium au sein d'un geopolymere a base de sodium

National audienc

Préparation et caractérisation de poudres et céramiques (oxy) sulfures pour applications en optique active et passive

Ce travail de recherche porte sur la synthèse, la mise en forme et la caractérisation de matériaux à base de sulfures ou oxysulfure pour des applications optiques passives ou actives. Différentes techniques de synthèse, notamment la précipitation en milieu aqueux ou la synthèse par combustion, ont été utilisées pour préparer les nanopoudres précurseurs, ZnS, CaLa S , BaLa S ou La O S. Il a été constaté qu'un traitement sous H S/N permet de purifier ces précurseurs tout en conservant la phase cubique (ZnS) nécessaires pour la préparation de céramiques transparentes. Des céramiques ZnS, avec une transmission maximale d'environ 70% à la longueur d'onde de 10 m, ont été élaborées par compaction à chaud en utilisant les techniques Hot Pressing ou Spark Plasma Sintering pour des applications optiques dans la fenêtre 8-12 m. Des poudres de ZnS dopées au Fe ont été synthétisées et étudiées avec une bande d'émission très large entre 3 m et 4,5 m. Des effets laser ont été obtenus à des longueurs d'ondes entre 3,4 m et 3,6 m en fonction de la température. Des poudres d'oxysulfure de lanthane co-dopées à l'Er et l'Yb ont été étudiées comme matériaux fluorescents pour modifier le spectre solaire avec l'objectif d'augmenter le rendement des cellules solaires photovoltaïques. Un rendement quantique supérieur à 100% a été obtenu avec un pompage à 523 nm pour des émissions dans le visible et le proche infrarouge. Ces résultats montrent que ces matériaux sont des matrices très efficaces pour le dopage des terres rares.This work focuses on the preparation and characterization of sulfides and oxysulfide materials for passive or active optical applications. Precipitation and combustion synthesis were used as synthesis methods for the preparation of the precursor nanopowders such as ZnS, CaLa S , BaLa S or La O S. Additional treatment under H S/N was performed to purify the powders without modifying the cubic structure (ZnS) which is necessary for obtaining transparent ceramics. ZnS ceramics, with a maximum transmission of about 70% at the wavelength of 10 m, were elaborated by Hot Pressing or Spark Plasma Sintering techniques for optical applications in the 8-12 m. Fe doped ZnS powders were synthesized and studied with a large emission band between 3 m and 4.5 m. Lasing has been obtained between 3.4 m and 3.6 m depending on the temperature. Er and Yb co-doped lanthanum oxysulfide powders were studied as fluorescent materials for solar spectrum in order to increase the efficiency of photovoltaic solar cells. Quantum yield higher than 100% was obtained with pumping at 523 nm for emission in the visible and the near-infrared. These results show that the lanthanum oxysulfide materials are efficient hosts for rare earths doping.RENNES1-BU Sciences Philo (352382102) / SudocSudocFranceF

Laser action in Nd3+ -doped lanthanum oxysulfide powders

We have investigated the stimulated emission properties of Nd 3+ doped La 2O 2S powders at room temperature as a function of pumping energy density, excitation wavelength, and Nd 3+ ion concentration. The absolute stimulated emission energy has been measured. Expressions for the slope efficiencies and lasing thresholds as a function of rare earth concentration and pumping wavelengths, which qualitatively agree with experimental observations, are discussed. © 2012 Optical Society of America.This work was supported by the Spanish Government under projects FIS2011-27968 and Consolider CSD2007-00013 (SAUUL) and by the Basque Country Government (IT-331-07).Peer Reviewe

Near-Infrared Quantum Cutting Material Er3+/Yb3+ Doped La2O2S with an External Quantum Yield Higher than 100%

International audienceNear-infrared quantum cutting is widely studied for its potential application in photovoltaic solar cells. By using a fluorometer equipped with an integrating sphere, we measured the external quantum yield of near-infrared quantum cutting in Er3+/Yb3+ doped La2O2S. It is found that by optimizing the synthesis process and the dopant concentration, the external quantum yield higher than 100% can be achieved. Additionally, by comprehensively considering the emission efficiency of the dopants as well as the energy transfer efficiency between them, the estimated quantum yield could be in good accordance with the measured one

Technique de la fonction de distribution de paires appliquee a l'etude du piegeur hydrogene et947;-MnO2/Ag2CO3

National audienceLors du transport ou de l'entreposage de colis de dechets nucleaires, le risque hydrogene peut survenir a partir de la radiolyse ou de la thermolyse de matieres organiques telles que des resines echangeuses d'ions, du polyethylene, du silicone ou du PVC. Il est alors indispensable de rester sous la limite inferieure d'explosivite (LIE) en eliminant l'hydrogene ou en annihilant sa formation par le biais de systeme de mitigation. L'inertage qui consiste a diluer l'atmosphere par un gaz inerte permet de controler le risque hydrogene pendant la phase de transport. Cependant, elle n'empeche pas sa formation au sein du colis et les risques de surpression sont possibles. L'utilisation de recombineurs catalytiques a egalement ete envisagee mais elle necessite la presence d'oxygene. C'est pourquoi, nous nous sommes interesses au piegeage chimique de l'hydrogene. Il existe une multitude de piegeurs chimiques tels que les piegeurs organiques, les hydrures metalliques ainsi que les piegeurs oxydes que nous avons selectionnes. Parmi les nombreux oxydes de metaux de transition a disposition dans la litterature, le melange de l'oxyde de manganese (structure Nsutite) avec le carbonate d'argent, et947;-MnO2/Ag2CO3, a ete choisi. Le piegeur et947;-MnO2 reagit avec l'hydrogene pour produire l'oxyhydroxyde de manganese (MnOOH) en presence du promoteur Ag2CO3.La structure et947;-MnO2 decoule d'une inter-croissance aleatoire de la phase ramsdellite (R-MnO2, tunnel 1x1) et de la phase pyrolusite (et946;-MnO2, tunnel 2x1) ; elle entraine la formation de larges raies de diffraction peu intenses. De ce fait, la fonction de distribution de paires (PDF), qui permet d'obtenir la distribution des distances interatomiques au sein d'un materiau, a ete employee pour quantifier l'imbrication de ces precedentes structures.La PDF s'est averee tres efficace pour observer les modifications structurales du piegeur lors d'etudes menees en atmospheres controlees (melange H2/N2 ou CO/N2), sous irradiation et947; ou en temperature. La structure de et947;-MnO2/Ag2CO3 est intimement liee a la cinetique de piegeage de l'hydrogene. Ceci a donc permis de fixer les limites des conditions d'utilisation du piegeur pour les applications dans le domaine du nucleaire

XRD Analysis of the Role of Cesium in Sodium-Based Geopolymer

International audienc

Magnesium and calcium silicate hydrates, Part I: Investigation of the possible magnesium incorporation in calcium silicate hydrate (C-S-H) and of the calcium in magnesium silicate hydrate (M-S-H)

International audienceCalcium silicate hydrate (C-S-H) and magnesium silicate hydrate (M-S-H) have been described as two separatephases. This work investigates their stability domains and the possible uptake of small amounts of magnesium byC-S-H or, reversely, the uptake of small amounts of calcium by M-S-H. The phases, synthesized by co-precipitation,are characterized using a large panel of techniques (thermogravimetry analysis, X-ray diffraction, Xraypair distribution function analysis, 29Si MAS-NMR spectroscopy, measurement of zeta potential and cationexchange capacity) while the compositions of the solutions at equilibrium are determined by ion chromatographyand pH measurements. Syntheses of C-S-H samples in the presence of magnesium ((Ca + Mg)/Si = 0.80and Mg/Si = 0.05 or 0.10) yield two separate phases: C-S-H and M-S-H. There is no experimental evidence ofany uptake of magnesium by C-S-H. On the contrary, when M-S-H samples are synthesized in the presence ofcalcium ((Ca + Mg)/Si = 0.80 and Ca/Si = 0.05 or 0.10), the low pH of the suspension (9–10) prevents theformation of C-S-H but favors the precipitation of M-S-H with small amounts of calcium. This latter may besorbed onto the surface of M-S-H to outbalance its negative charges and/or incorporated into the interlayer, assuggested by small structural changes

Effect of gamma irradiation on MnO2/Ag2O hydrogen getter

International audienc