[發明專利]一種硅硼酸鋱磁光晶體及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201410295002.8
• 申請日: 2014-06-25
• 公開（公告）號: CN105220231B
• 公開（公告）日: 2017-12-12
• 發明（設計）人: 李如康;陳鵬允
• 申請（專利權）人: 中國科學院理化技術研究所
• 主分類號: C30B29/22
• 分類號: C30B29/22;C30B15/00;C30B9/12;G02F1/09
• 代理公司: 北京方安思達知識產權代理有限公司11472
• 代理人: 王宇楊,楊青

1.一種硅硼酸鋱磁光晶體，其特征在于，所述硅硼酸鋱的化學式是Tb₅Si₂BO₁₃，所述硅硼酸鋱晶體屬六方晶系，空間群是P6₃/m，晶胞參數為：a＝0.92569(10)nm，c＝0.68297(12)nm，Z＝2。

2.如權利要求1所述的硅硼酸鋱磁光晶體，其特征在于，所述晶體在500～1500nm波段具有90％以上的透過率。

3.如權利要求1所述的硅硼酸鋱磁光晶體，其特征在于，所述晶體在波長為633nm光時，其Verdet常數為-190rad/m.T。

4.權利要求1所述的一種硅硼酸鋱磁光晶體的制備方法，所述方法采用助熔劑法或者熔體提拉法生長晶體。

5.如權利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述助熔劑 法生長晶體的步驟包括：

將含Tb的化合物：含Si的化合物：含B的化合物：含Pb的化合物按照Tb：Si：B：Pb元素摩爾比為5：2～5：5～10：50～80的比例均勻混合研磨，裝入鉑坩堝，升溫至1100～1200℃，保溫24h，然后5～10℃/h的速度降至室溫，得到硅硼酸鋱磁光晶體。

6.如權利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述熔體提拉法生長晶體的步驟包括：

1)將含Tb的化合物：含Si的化合物：含B的化合物按照Tb：Si：B元素摩爾比為5～8：1～1.5：2～4的比例混合研磨，裝入鉑坩堝中，放入硅鉬棒爐中燒至1200℃，得到生長所需的原料；

2)將生長所需的原料裝入銥坩堝中，放入提拉爐中，并充入高純N₂保護，加熱至熔融，攪拌24～48小時，在混合熔體溫度高于飽和點溫度1～5℃時，將末端裝有籽晶的籽晶桿從生長爐內放入，使其接觸熔液表面或者使其伸入到熔體內；

3)下籽晶10～60分鐘后，將溫度降至飽和點溫度，同時以30～120轉/分的旋轉速率旋轉籽晶桿，然后以1～5℃/天的速率降溫，以0.02～0.5mm/h的提拉速度提拉，待晶體長到毫米級尺寸時，將晶體提離液面，以2～100℃/h的速率降至室溫，得到硅硼酸鋱磁光晶體。

7.如權利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述含Pb的化合物為氧化鉛、二氧化鉛或鹵化鉛。

8.如權利要求5或6所述的制備方法，其特征在于，所述含Tb的化合物為鋱的氧化物、鋱的硝酸鹽、鋱的硫酸鹽和鋱的鹵化物中的一種；

所述含B的化合物為硼酸或氧化硼；

所述含Si的化合物為硅的氧化物、硅的氫氧化物、單質硅、硅的有機酯和硅的鹵化物中的一種。

9.權利要求1所述硅硼酸鋱磁光晶體的應用，其特征在于，所述磁光晶體用于制作磁光器件。

10.如權利要求9所述硅硼酸鋱磁光晶體的應用，其特征在于，所述的磁光器件為磁光隔離器、磁光調制器、磁光傳感器或磁光開關。