The Electronic and Optical Properties of Germanium Tellurite Glasses Containing Various Transition Metal Oxides

Abstract

Various transition metal oxides, such as TiO2, V2O5, NiO, CuO, and ZnO are added to germanium-tellurite glass and measurements are reported of the electrical conductivity, density, optical absorption, infra-red absorption spectra, and electron spin resonance. It is found that the d.c. conductivity of glasses containing the same amount of V2O5 is higher than that of germanium tellurite glasses containing a similar amount of other transition metal oxides, and is due to hopping between localized states. The optical absorption measurements show that the fundamental absorption edge is a function of glass composition and the optical absorption is due to forbidden indirect transitions. From the infra-red absorption spectra, it is found that the addition of transition metal oxides does not introduce any new absorption band in the infra-red spectrum of germanium tellurite glasses. A small shift of existing absorptions toward higher wave number is observed. The ESR measurements revealed that some transition metal ions are diamagnetic while others are paramagnetic in the glass network. Quelques oxydes des metaux transitionnels comme TiO2, V2O5, NiO, CuO et ZnO etaient introduits dans les verres du tellurite de germanium, et les resultats des mesures de la conductibilite elec-trique, du densite, du spectre d'absorption optique et d'absorption infra-rouge, et de la resonance electronique paramagnetique (EPR) sont presentes. On etablit que la conductibilite directe des verres avec V2O5 est plus grande que dans les verres du tellurite de germanium avec la měne contenu d'autre oxyde du metal transitionnel, et est une consequence d'un processus electronique de “hopping” entre les etats electroniques localises. Les resultats pour l'absorption optique montrent que la limite fundamentale d'absorption est une fonction de la composition du verre et l'absorption optique est associee avec les transitions non-directes. L'absorption spectrale infra-rouge indiquent que l'addition des oxydes metalliques transitionnels n'introduit pas les bandes d'absorption nouvel-les dans le verre du tellurite de germanium. Une petite deplacement des absorptions bien connues ver les energies plus petites est observee. Les mesures de EPR indiquent que quelques metaux transitionnels sont diamagnetiques et les autres sont paramagnetiques dans le verre.