[發明專利]一種抑制4-(4-二甲基氨基苯乙烯基)甲基吡啶對甲苯磺酸鹽晶體生長過程中出現雜晶的方法

有效

• 申請號: 201110350938.2
• 申請日: 2011-11-08
• 公開（公告）號: CN102560678A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: 羅軍華;孫志華;陳天亮;洪茂椿
• 申請（專利權）人: 中國科學院福建物質結構研究所
• 主分類號: C30B29/54
• 分類號: C30B29/54
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• 代理人: 暫無信息

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技術領域

本發明涉及非線性光學晶體的制備方法領域，特別是涉及到在有機DAST晶體生長過程中抑制雜晶析出的方法。

背景技術

最近，太赫茲波(Terahertz,?THz)由于具有低光子能量、高穿透性和強相干性等獨特的特點，而在物理、化學、天文學、醫學和生命科學等基礎研究領域以及安檢、環境檢測、衛星通訊和武器精確制導等應用領域體現出巨大的科學價值和應用前景。其中，以非線性光學晶體為材料基礎利用非線性光學技術可以產生連續可調諧的單頻THz輻射波，同時具有較高的輸出功率和轉換效率而備受人們關注。一些無機非線性光學晶體，如ZnTe，KTP和BBO等，已經成功應用在太赫茲輻射波的產生與探測方面。?

與無機晶體材料相比，有機非線性光學晶體往往具有以下優點：較大的非線性光學系數；較快的響時間；較小的介電系數和較低的能量損耗；易于加工設計等。因此，有機非線性光學晶體材料在THz波的產生與探測等方面具有更大的應用潛力。其中，4-(4-二甲基氨基苯乙烯基)甲基吡啶對甲基苯磺酸鹽(簡稱DAST)晶體作為該領域的一種標志性材料，是目前在THz波輻射的產生和探測(電光取樣法)的過程中獲得了廣泛應用的一種有機非線性光學晶體(P.Y.?Han,?M.?Tani,?F.?Pan?and?X.C.?Zhang,?Use?of?the?organic?crystal?DAST?for?terahertz?beam?applications,?Opt.?Lett.,?2000,?25:?675-677.)。研究結果表明DAST晶體具有很高的非線性光學系數和電光系數，以及較低的介電常數，非常有利于實現差頻位相匹配并用于產生高轉換效率的THz輻射波(M.?Jazbinsek,?L.?Mutter?and?P.?Gunter,?Photonic?applications?with?the?organic?nonlinear?optical?crystal?DAST,?IEEE?J.?Quantum?Electron.,?2008,14:?1298-1311)。

但是DAST晶體在生長的過程中容易形成雙晶或雜晶(S.?Brahadeeswaran,?S.?Onduka,?M.?Takagi,?Y.?Takahashi,?H.?Adachi,?T.?Kamimura,?M.?Yoshimura,?Y.?Mori,?K.?Yoshida?and?T.?Sasaki,?Twin-free?and?high-quality?DAST?crystals?effected?through?solutions?of?lower?supersaturation?coupled?with?isothermal?solvent?evaporation,?Cryst.?Growth?Des.,?2006,?6(11):?2463-2468)，由于雜晶大多數不是單晶體，生長速率比單晶快許多，將與所要生長的晶體爭奪原料。因此，生長槽中一旦出現雜晶，將加速溶液內微小晶核的聚集速率，引起溶液內的溶質分布不均勻，影響生長溶液的穩定性(如亞穩相區間變窄、析晶速率加快等)，進而影響晶體的生長習性；另外，溶液中出現的雜晶極易吸附在晶體表面，在外部條件的刺激下引起晶體表面上鑲嵌結構的突出生長，導致晶體的表面不平整，甚至在晶體內形成不溶性包裹體以及層狀缺陷，嚴重影響晶體的光學質量。

發明內容

???本發明針對現有DAST晶體生長過程中出現的問題，提出一種有效抑制晶體生長過程中出現雜晶的方法。不僅可以拓寬生長溶液的亞穩相區間，還可以抑制或延緩溶液中雜晶的出現，起到調節DAST晶體生長速率的作用并降低晶體內部的缺陷，提高晶體的光學質量。

本發明中均采用高純度的吸附用活性炭顆粒，使用前分別采用去離子水和甲醇洗凈、煮沸處理，在一定的溫度下烘干備用。

所述的吸附用活性炭顆粒，為比表面積為200~1000?m²/g的顆粒狀或柱狀活性炭。

在飽和生長溶液的配制直至過濾過程中均不添加活性炭顆粒。以無水甲醇作為溶劑配置DAST溶液，將處理后的活性炭顆粒置于晶體生長容器的底部，上面采用帶小孔的聚四氟乙烯薄板壓住，隨后將配制好的飽和溶液添加到晶體生長容器中，進行DAST籽晶的培育實驗。