[發明專利]Ba3P3O10Cl 單晶及其制備方法

有效

• 申請號: 201210421347.4
• 申請日: 2012-10-26
• 公開（公告）號: CN103014859A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發明（設計）人: 陳玲;于鵬;吳立明;吳新濤
• 申請（專利權）人: 中國科學院福建物質結構研究所
• 主分類號: C30B29/22
• 分類號: C30B29/22;C30B9/12;G02F1/355;G02F1/39
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技術領域

本發明涉及一類新型含孤立的三聚磷酸根的深紫外非線性光學晶體材料及其制備方法，屬于無機非線性光學材料領域。

背景技術

隨著193?nm光刻技術和微、納米精細激光加工的發展，超高能量分辨率光電子能譜儀和光電子發射顯微鏡等現代化儀器對于深紫外激光源（小于200?nm）的強烈需求，以及化學反應動力學等基礎研究對深紫外相干光源的迫切要求，發展全固態深紫外激光光源已經成為科學界研究的熱點和難點。目前能夠產生深紫外相干光源的途徑主要有：同步輻射光源和準分子激光器，然而，兩種方式都存在應用的瓶頸，前者不能小型化，而且光束的單色性不好，要獲得特定狹帶波長的效率過低。而后者主要問題是光束的線寬、模式達不到上述儀器的要求，而且操作十分不便。因此，現階段如何獲得光束質量好、線寬窄的深紫外相干激光光源是激光科學界面臨的一個主要問題。上世紀九十年代，科學家們發現利用高功率可見、近紅外全固態激光器為基頻光源，通過非線性光學晶體的多級變頻技術，能夠產生深紫外相干光源，并且是一個非常有效的途徑。因此尋找能夠產生深紫外相干光源的非線性光學晶體，是當前研究的一個熱點難點問題。研究表明此類晶體應該滿足以下要求：（1）晶體在紫外區的截止邊，至少應達到150?nm附近；（2）晶體必須具有大的雙折射率，從而能實現寬波段的相位匹配，一般要大于或等于0.06。

已知的非線性光學晶體幾乎都不滿足以上兩個條件，如?β–BaB₂O₄(BBO)、LiB₃O₅(LBO)、CsB₃O₅?(CBO)、CsLiB₆O₁₀?(CLBO)、KTiPO_4?(KTP)、KH₂PO₄?(KDP)和LiNbO₃?等都不滿足以上兩個條件。現階段能夠產生深紫外相干光的非線性光學晶體只有KBe₂BO₃F₂，然而由于其大晶體生長受到其層狀結構的影響而生長困難，因此離大規模應用還有一定距離。因此發現新型的深紫外非線性光學晶體是迫在眉睫的科學大事。由于此類晶體研究主要集中在硼酸鹽體系，我們關注磷酸鹽體系，利用三聚磷酸根離子與鹵素離子、堿土金屬的復合，合成出了新型的可能在深紫外具有應用前景的非線性光學晶體。

發明內容

本發明的目的:?(1)?提供一種化合物，該化合物由以下分子式代表：Ba₃P₃O₁₀Cl;?(2)提供化合物Ba₃P₃O₁₀Cl的制備方法;?(3)提供一種單晶體，其化學式為Ba₃P₃O₁₀Cl;?(4)?提供化合物Ba₃P₃O₁₀Cl單晶體的生長方法;?(5)?提供化合物Ba₃P₃O₁₀Cl單晶體的用途

本發明的技術方案如下：

本發明提供化學式為Ba₃P₃O₁₀Cl的化合物,該化合物屬于正交晶系，空間群為Pca2₁，晶胞參數為a?=?14.277(17)??,?b?=?5.5968(4)??,?c?=?14.1592(4)??，α?=?β?=?γ?=?90°，Z?=?4，晶胞體積為V?=?1131.41(19)??³。

本發明提供了該化合物的制備方法，包括如下步驟：此化合物是由化學計量比的反應物BaO，P₂O₅?和BaCl₂在助熔劑CsCl幫助下通過高溫固相合成而得到，在850℃燒結，降溫后，即可獲得化合物Ba₃P₃O₁₀Cl。此合成方法的創新點在于利用助熔劑降低了反應溫度，同時由于此反應是在密閉系統中進行，進而有效地抑制了P₂O₅的揮發。