[發(fā)明專利]Ba3BP3O12晶體及其生長方法與應用

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910046768.1
• 申請日: 2009-02-27
• 公開（公告）號: CN101514491A
• 公開（公告）日: 2009-08-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙景泰;張志軍;王紅;陳昊鴻;楊昕昕;胡關(guān)欽
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學院上海硅酸鹽研究所
• 主分類號: C30B29/22
• 分類號: C30B29/22;C30B11/00;C30B15/00;G02F1/355;H01S3/16
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種Ba₃BP₃O₁₂晶體及其生長方法與應用，屬于晶體生長領(lǐng)域。

背景技術(shù)

近年來，硼酸鹽(如β-BaB₂O₄，LiB₃O₅，NdAl₃(BO₃)₄，KBe₂BO₃F₂等)和磷酸鹽(如KTiOPO₄)等晶體在激光、非線性光學和電光等領(lǐng)域已獲得重要的應用，展現(xiàn)了巨大的經(jīng)濟和社會效益。目前，以硼氧基團和磷氧基團為基本結(jié)構(gòu)單元的硼磷酸鹽逐漸受到關(guān)注，并研究合成了一系列的硼磷酸鹽化合物。中國科學院上海硅酸鹽研究所于2005年研發(fā)的摻Eu²⁺離子的硼磷酸鋇(Ba₃BP₃O₁₂:Eu²⁺)粉體材料是一種具有發(fā)光強度高(發(fā)光強度可以和BGO相比擬)，發(fā)光峰位與光電倍增管相匹配(440/510nm)，衰減時間短(20ns衰減成份占98.97％)，穩(wěn)定性好等優(yōu)點的新型閃爍材料[Applied?Physics?Letters，87(2005)201917]。這些優(yōu)點決定了其在閃爍材料方面將會有潛在的應用價值。此外，由于該硼磷酸鋇(Ba₃BP₃O₁₂)結(jié)構(gòu)中含有硼氧基團和磷氧基團，其自身或在其它稀土離子或過渡金屬離子摻雜的情況下，都會顯示出硼酸鹽或磷酸鹽特有的光學性能，將會在激光技術(shù)晶體(包括作為激光晶體和非線性光學晶體)、聲光晶體、光折變晶體和光子晶體領(lǐng)域有廣闊的應用前景。

但迄今為止，硼磷酸鹽體系大單晶的生長主要有β-Zn₃BPO₇、BaBPO₅和SrBPO₅晶體，而Ba₃BP₃O₁₂晶體的生長與應用尚未見報道。2001年，中圍科學技術(shù)大學采用B₂O₃-P₂O₅為助熔劑生長了BaBPO₅單晶，但是由于體系粘度大，生長的晶體中夾雜著熔液的包裹體。2002年，中國科學技術(shù)大學又采用BPO₄-NaF為助熔劑，利用頂部籽晶法進行BaBPO₅單晶生長，成功生長出30mm×20mm×15mm的單晶。與此同時，中國科學院理化技術(shù)研究所吳以成等研究人員以BPO₄-R或Li₄P₂O₇為助熔劑，生長了厘米級的β-Zn₃BPO₇、BaBPO₅和SrBPO₅單晶。對其晶體結(jié)構(gòu)進行了進一步的測定與表征，測試研究了其倍頻效應。

目前為止，硼磷酸鋇晶體(Ba₃BP₃O₁₂)及其制備的方法還未見報道。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的日的之一是提出一種硼磷酸鋇(Ba₃BP₃O₁₂)晶體，具有高光學質(zhì)量和優(yōu)異光學性能。

本發(fā)明的晶體化學通式組成為(Ba_1-x-2y-2zM^II_xM^III_yA_yM^IV_z)₃BPO₃O₁₂，其中，

x，y，z為激活離子的摻雜濃度，0≤x≤0.35，0≤y≤0.35，0≤z≤0.35；

M^II為+2價態(tài)的Sr、Ca、Mg、B?e、Zn、Eu、Mn、Yb中的一種離子或多種離子，在多種離子摻雜的情況下，各種離子之間的用量可以為任意比例的組合；

M^III為+3價態(tài)的Cr、Bi、Ti、Ce、Pr、Nd、S?m、Eu、Dy、Ho、Er、Tm、Yb中的一種離子或多種離子，在多種離子摻雜的情況下，各種離子之間的用量是任意比例的組合；