[發明專利]一種紅外非線性光學晶體硫錫鋰鋇

有效

• 申請號: 201510098648.1
• 申請日: 2015-03-06
• 公開（公告）號: CN104630893B
• 公開（公告）日: 2017-03-01
• 發明（設計）人: 程文旦;羅中箴;譚德明;林晨升;張煒龍;張浩
• 申請（專利權）人: 中國科學院福建物質結構研究所
• 主分類號: C30B29/46
• 分類號: C30B29/46;C30B1/10;C30B28/02;G02F1/355
• 代理公司: 北京知元同創知識產權代理事務所(普通合伙)11535
• 代理人: 劉元霞

技術領域

本發明屬于紅外非線性光學晶體材料領域。

背景技術

非線性光學晶體材料，根據其透過波段范圍可分為三大類：一、紫外及深紫外波段非線性光學材料；二、可見光及近紅外波段非線性光學材料；三、紅外及中遠紅外非線性光學材料。本發明的工作屬于紅外及中遠紅外非線性光學材料。該波段的非線性光學晶體材料具有廣泛的用途，如在激光變頻器件、紅外激光雷達、激光通訊、紅外濾光器件、光電對抗等方面的應用。

截至目前，3～20μm固態中遠紅外波段激光的產生主要是基于非線性光學原理及紅外非線性光學晶體變頻技術而得。市場上，常見的紅外非線性光學晶體主要有AgGaS₂，AgGaSe₂，ZnGeP₂等。盡管這些晶體都已在民用生產生活高科技領域和軍事裝備中得到作用，但是這些晶體材料也有自身的缺點，且在綜合性能上還無法達到人們理想的要求。隨著技術的發展與要求的提高，對性能更加優異的紅外非線性晶體的需求更加緊迫，因此對于新型中遠紅外非線性晶體的探索，不僅在民用高科技產業和提升軍事裝備都具有重要的戰略意義，而且是晶體材料合成與生長的一種挑戰。

發明內容

本發明的目的在于提供一種硫錫鋰鋇化合物及其制備方法和應用。

本發明的目的是通過如下技術方案實現的：

一種硫錫鋰鋇化合物，其特征在于，所述化合物的化學式為Ba₂₄Li_10.68Sn_17.32S₆₄。

根據本發明，所述化合物的分子量為7478.58。

根據本發明，所述化合物為硫錫鋰鋇單晶體，其化學式為Ba₂₄Li_10.68Sn_17.32S₆₄，單胞參數為

根據本發明的所述硫錫鋰鋇單晶體，其中，α＝β＝γ＝90°。

根據本發明的所述硫錫鋰鋇單晶體，其中，Z＝1。

根據本發明，所述硫錫鋰鋇單晶體屬于立方晶系，其空間群為I-43d。

根據本發明，所述晶體結構中，Ba原子，Li原子，Sn原子和S原子的化合價分別為+2，+1，+4和-2。所有的Li原子與Sn原子共同占據，且與最近鄰的四個S原子形成[LiSnS₄]四面體。所有獨立占據的Sn原子與最近鄰的四個S原子形成[SnS₄]四面體。[LiSnS₄]和[SnS₄]四面體之間通過共頂點連接，形成三維的框架結構。二價的Ba原子處于四面體形成的三維框架空位中。

粉末紅外倍頻實驗表明,硫錫鋰鋇晶體具有較好的紅外非線性光學性能，實驗測定其粉末(粒度25-45μm)SHG強度約為相應粒度AgGaS₂的1.4倍。

根據本發明，所述硫錫鋰鋇化合物為硫錫鋰鋇多晶粉末。

本發明還提供了一種制備所述硫錫鋰鋇單晶體的方法，包括：將BaS、Li₂S、Sn與S混合，置于真空密閉容器中，在800-900℃之間恒溫處理，得到單晶。

根據本發明，在所述制備方法中，Ba:Li:Sn:S元素摩爾比為24：10.68：17.32：64。

根據本發明，在所述制備方法中，將BaS、Li₂S、Sn與S混合后，放入石墨坩堝，再裝入石英管中，對石英管抽真空后封口，放于高溫爐中。

根據本發明，在上述制備方法中，優選在800℃下處理。進一步優選的，用五十小時使溫度達到800℃，并且在800℃恒溫四十八小時，然后以一定速率降至室溫。

本發明還提供了一種硫錫鋰鋇多晶粉末的制備方法，包括：將BaS、Li₂S、Sn與S混合，置于真空密閉容器中，在600-700℃之間恒溫處理，得到多晶粉末。

根據本發明，在所述制備方法中，Ba:Li:Sn:S元素摩爾比為24：10.68：17.32：64。

根據本發明，在所述制備方法中，將BaS、Li₂S、Sn與S混合，首先放入石墨坩堝，再裝入石英管中，對石英管抽真空后封口，置于高溫爐中。

根據本發明，在上述制備方法中，優選在700℃下處理。進一步優選的，用二十小時升溫到700℃，并且在700℃恒溫五十小時，然后以一定速率降至室溫。進一步優選的，以一定速率降至室溫后，研磨多次，相同條件下進行多次反應，得到多晶相粉末。