硫錫鋇單晶體及其制備和用途制造技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)涉及硫錫鋇單晶體及其合成和應(yīng)用。硫錫鋇的分子式為Ba7Sn5S15，分子量為2035.91，屬六方晶系，空間群P63cm，單胞參數(shù)為α＝β＝90°，γ＝120°，Z＝6。采用密封真空石英管及石墨坩堝高溫反應(yīng)法制備。硫錫鋇晶體具有優(yōu)良的紅外非線性光學(xué)性能，實(shí)驗(yàn)測(cè)定其粉末(粒度150-212μm)SHG強(qiáng)度約為相應(yīng)粒度AgGaS2的2倍；在粒度為45-75μm時(shí)，達(dá)到AgGaS2的10倍，且滿足I類相位匹配。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
硫錫鋇單晶體及其制備和用途
本專利技術(shù)屬于紅外非線性光學(xué)材料及其制備。
技術(shù)介紹
在非線性光學(xué)材料應(yīng)用方面，我們可以大致將其分為三類，紫外及深紫外波段非線性光學(xué)材料、可見(jiàn)光及近紅外波段非線性光學(xué)材料、紅外及中遠(yuǎn)紅外非線性光學(xué)材料。目前我們的工作主要關(guān)注于紅外及中遠(yuǎn)紅外非線性光學(xué)材料，該材料在民用和軍事方面有潛在的廣泛用途，如激光器件、紅外波段激光倍頻、遠(yuǎn)程傳感、紅外激光制導(dǎo)、紅外激光雷達(dá)、光電對(duì)抗等。就目前而言，2～20μm中、遠(yuǎn)紅外波段激光的產(chǎn)生主要是基于非線性光學(xué)原理及紅外非線性光學(xué)晶體變頻技術(shù)。現(xiàn)成熟的紅外非線性光學(xué)晶體主要有ZnGeP2，AgGaS2，AgGaSe2等。這些晶體都已在民用高科技領(lǐng)域和軍事裝備中起到關(guān)鍵性的作用，但是目前的這些晶體在綜合性能上還不能達(dá)到人們理想的水平，隨著技術(shù)的不斷發(fā)展與進(jìn)步，對(duì)紅外非線性晶體的要求也在不斷提高，因此，對(duì)于新型紅外非線性晶體的探索，在民用高科技產(chǎn)業(yè)和提升軍事裝備都具有重要的戰(zhàn)略意義。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的之一在于制備硫錫鋇單晶。本專利技術(shù)的目的之二在于制備硫錫鋇粉末。本專利技術(shù)制備的硫錫鋇單晶體，其化學(xué)式為Ba7Sn5S15，分子量為2035.91，屬六方晶系，空間群P63cm，單胞參數(shù)為α＝β＝90°，γ＝120°，Z＝6。該晶體結(jié)構(gòu)中，錫原子有兩種不同的化合價(jià)Sn2+和Sn4+。Sn2+以三角錐構(gòu)型存在，并且形成[Sn2S3]2-基團(tuán)；Sn4+以[SnS4]4-四面體構(gòu)型存在。在對(duì)稱單元中，[Sn2S3]2-和[SnS4]4-都處于孤立狀態(tài)，形成零維結(jié)構(gòu)。粉末紅外倍頻實(shí)驗(yàn)表明，硫錫鋇(Ba7Sn5S15)具有優(yōu)良的紅外非線性光學(xué)性能，在2.05μm激光照射下，有很強(qiáng)的1.025μm倍頻光輸出，其粉末SHG強(qiáng)度約為AgGaS2的2倍。硫錫鋇作為一種極性晶體，預(yù)期在激光器件、紅外波段激光倍頻、紅外激光制導(dǎo)等高科技領(lǐng)域中，具有重要的應(yīng)用價(jià)值。附圖說(shuō)明圖1.硫錫鋇晶體的沿c軸方向的結(jié)構(gòu)圖。圖2.硫錫鋇的純相粉末圖；實(shí)驗(yàn)值與理論值吻合較好，說(shuō)明得到的粉末樣品為純相。圖3.硫錫鋇SHG強(qiáng)度比較圖，在實(shí)驗(yàn)測(cè)定其粉末(粒度150-212μm)SHG強(qiáng)度約為相應(yīng)粒度AgGaS2的2倍；在粒度為45-75μm時(shí)，達(dá)到AgGaS2的10倍。圖4.硫錫鋇I類相位匹配圖；從圖中可以看出，硫錫鋇和AgGaS2一樣，都是I類相位匹配的。具體實(shí)施方式實(shí)施例1硫錫鋇單晶體制備：按Ba∶Sn∶S元素摩爾比為7∶5∶15，稱取Ba，Sn與S混合均勻，放入石墨坩堝，再裝入石英管中，抽真空后封口，置于高溫爐中于700℃反應(yīng)數(shù)小時(shí)，再于800℃恒溫?cái)?shù)十小時(shí)，最后緩慢降至室溫，獲得較多紅色塊狀晶體。通過(guò)單晶X射線衍射分析，表明該化合物為硫錫鋇，晶體參數(shù)如上所述，結(jié)構(gòu)如附圖1所示。實(shí)施例2硫錫鋇多晶粉末制備：按Ba∶Sn∶S元素摩爾比為7∶5∶15，稱取Ba，Sn與S混合均勻，放入石墨坩堝，再裝入石英管中，抽真空后封口，置于高溫爐中于800℃恒溫?cái)?shù)十小時(shí)，再緩慢降至室溫，獲得紅色多晶粉末。本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】

【技術(shù)特征摘要】
1.硫錫鋇非線性單晶體，其化學(xué)式為Ba7Sn5S15，分子量為2035.91，屬六方晶系，空間群P63cm，單胞參數(shù)為α＝β＝90°，γ＝120°，Z＝6。2.制備權(quán)利要求1所述的硫錫鋇單晶體的方法，包括如下步驟：按Ba:Sn:S元素摩爾比為7：5：15，...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：羅中箴，林晨升，程文旦，張煒龍，張浩，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：中國(guó)科學(xué)院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：