[發明專利]一種含銪、鋱的氧基磷灰石稀土硅酸鹽磁光晶體及其制備方法

有效

• 申請號: 202210022927.X
• 申請日: 2022-01-10
• 公開（公告）號: CN114369872B
• 公開（公告）日: 2022-12-09
• 發明（設計）人: 郭飛云;蘭晴穎;趙國棟;王雅娜;陳建中
• 申請（專利權）人: 福州大學
• 主分類號: C30B29/34
• 分類號: C30B29/34;C30B28/02;C30B15/00;C30B15/14;C30B33/02;C09K11/79
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 俞舟舟;蔡學俊

本發明公開了一種含銪、鋱的氧基磷灰石稀土硅酸鹽磁光晶體及其制備方法。本發明中的磁光晶體分子式為Eu₂Tb₈(SiO₄)₆O₂，為同成分熔融化合物，可采用中頻感應提拉法生長，還原方法方便快捷，生長周期較短、工藝簡單，原料成本較低，能夠實現批量生產。本發明Eu₂Tb₈(SiO₄)₆O₂磁光晶體在1064 nm波長處的費爾德常數（Verdet constant）為76?78 rad/T·m，約是此波段下商品化的TGG晶體的1.9倍。

技術領域

本發明涉及一種磁光晶體制備方法，尤其是氧基磷灰石型稀土硅酸鹽Eu₂Tb₈(SiO₄)₆O₂ (ETSO)磁光晶體的制備方法，屬于氧基磷灰石型稀土硅酸鹽磁光晶體生長工藝領域研究。

背景技術

近年來，隨著科技的進步，人們關于功能材料的研究和應用越來越深入、細化，磁光材料作為功能材料之一，具有很高的研究價值和應用前景。磁光材料指的是從紫外到紅外波段具有磁光效應的功能材料，磁光效應是處于磁化狀態物質與光之間相互作用引起的光學現象，常見的磁光材料主要有磁光晶體、磁光玻璃、磁光陶瓷、磁光薄膜等。磁光晶體是一類具有較大Faraday效應、低吸收系數和較高熱導率的光信息功能材料。

磁光晶體主要分為兩類：一類為含Fe³⁺離子的亞鐵磁性材料，雖具有很大的Verdet常數，但在近紅外以下波段吸收較大，限制了其在這個波段的應用；另一類為含順磁性稀土離子的順磁性材料，透光性能優良，可應用于可見-近紅外光區。磁性稀土離子的4f→5d躍遷是其強磁光效應的主要來源。目前商業化的磁光晶體，主要還是含Tb³⁺的晶體材料，如Tb₃Ga₅O₁₂ (TGG)、Tb₃Sc₂Al₃O₁₂ (TSAG)晶體等，而含Eu²⁺的磁光晶體卻鮮少報道。

基于上述現狀，本發明重點探索了氧基磷灰石型稀土硅酸鹽Eu₂Tb₈(SiO₄)₆O₂(ETSO)磁光晶體的生長工藝，本發明公開的Eu₂Tb₈(SiO₄)₆O₂ (ETSO) 為氧基磷灰石型稀土硅酸鹽，屬于六方晶系，空間群為P6₃/m，通式為M₂RE₈(SiO₄)O₂，有一條晶軸，其中M位多為堿土金屬離子，RE位為正三價稀土離子。有望成為應用于可見及近紅外光區的磁光材料。

發明內容

本發明目的在于提供一種氧基磷灰石型稀土硅酸鹽Eu₂Tb₈(SiO₄)₆O₂ (ETSO)磁光晶體的制備方法。本發明中的磁光晶體為同成分熔融化合物，可采用中頻感應加熱，利用提拉法（Czochralski Method）生長大尺寸、高質量的單晶，還原方法方便快捷，生長周期較短、工藝簡單，原料成本較低，能夠實現批量生產。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：