本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種BaGa2GeSe6化合物、BaGa2GeSe6非線性光學晶體及制法和用途；該BaGa2GeSe6化合物采用固相反應制備；BaGa2GeSe6非線性光學晶體采用高溫熔體自發(fā)結(jié)晶法或坩堝下降法生長；在該BaGa2GeSe6非線性光學晶體的生長中晶體易長大且透明無包裹，具有生長速度較快，生長溫度較低，成本低，容易獲得較大尺寸晶體等優(yōu)點；所得BaGa2GeSe6非線性光學晶體具有比較寬的透光波段，硬度較大，機械性能好，不易碎裂和潮解，易于加工和保存等優(yōu)點；該BaGa2GeSe6非線性光學晶體可用于制作非線性光學器件。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及一種BaGa2GeSe6化合物、BaGa2GeSe6的非線性光學晶體(BaGa2GeSe6單晶)及該BaGa2GeSe6單晶的制備方法和該BaGa2GeSe6單晶用于制作的非線性光學器件的用途。
技術(shù)介紹
具有非線性光學效應的晶體稱為非線性光學晶體。這里非線性光學效應是指倍頻、和頻、差頻、參量放大等效應。只有不具有對稱中心的晶體才可能有非線性光學效應。利用晶體的非線性光學效應，可以制成二次諧波發(fā)生器，上、下頻率轉(zhuǎn)換器，光參量振蕩器等 非線性光學器件。激光器產(chǎn)生的激光可通過非線性光學器件進行頻率轉(zhuǎn)換，從而獲得更多有用波長的激光，使激光器得到更廣泛的應用。根據(jù)材料應用波段的不同，可以分為紫外光區(qū)、可見和近紅外光區(qū)、以及中紅外光區(qū)非線性光學材料三大類。可見光區(qū)和紫外光區(qū)的非線性光學晶體材料已經(jīng)能滿足實際應用的要求；如在二倍頻(532nm)晶體中實用的主要有KTP (KTiOPO4)、BBO ( β -BaB2O4)、LBO (LiB3O5)晶體；在三倍頻(355nm)晶體中實用的有 ΒΒ0、LBOXBO(CsB3O5)可供選擇。而紅外波段的非線性晶體發(fā)展比較慢；紅外光區(qū)的材料大多是ABC2型的黃銅礦結(jié)構(gòu)半導體材料，如AgGaQ2 (Q = S，Se, Te)，紅外非線性晶體的光損傷閾值太低和晶體生長困難，直接影響了實際使用。中紅外波段非線性光學晶體在光電子領(lǐng)域有著重要的應用，例如它可以通過光參量振蕩或光參量放大等手段將近紅外波段的激光(如I.064 μ m)延伸到中紅外區(qū)；也可以對中紅外光區(qū)的重要激光(如CO2激光，10. 6 μ m)進行倍頻，這對于獲得波長連續(xù)可調(diào)的激光具有重要意義。因此尋找優(yōu)良性能的新型紅外非線性光學晶體材料已成為當前非線性光學材料研究領(lǐng)域的難點和前沿方向之一。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)目的在于提供一種化學式為BaGa2GeSe6的化合物。本專利技術(shù)另一目的在于提供一種優(yōu)良性能的新型紅外非線性光學晶體材BaGa2GeSe6非線性光學晶體。本專利技術(shù)再一目的在于提供該優(yōu)良性能的新型紅外非線性光學晶體材料BaGa2GeSe6非線性光學晶體的制備方法。本專利技術(shù)還有一個目的在于提供BaGa2GeSe6非線性光學晶體的用途。本專利技術(shù)的技術(shù)方案如下本專利技術(shù)提供一種化學式為BaGa2GeSe6的化合物。本專利技術(shù)提供的BaGa2GeSe6化合物的制備方法，其步驟如下將含Ba物質(zhì)、含Ga物質(zhì)、含Ge物質(zhì)和單質(zhì)Se按照摩爾比Ba Ga Ge Se =1:2:1: 6的比例配料并混合均勻后，加熱至850-950°C進行固相反應得到化學式為BaGa2GeSe6的化合物(原則上，米用一般化學合成方法都可以制備BaGa2GeSe6化合物；本專利技術(shù)優(yōu)選固相反應法)；所述含Ba物質(zhì)為鋇單質(zhì)或硒化鋇；所述含Ge物質(zhì)為鍺單質(zhì)或二硒化鍺；所述含Ga物質(zhì)為鎵單質(zhì)或三硒化二鎵。所述加熱進行固相反應的步驟是將上述配料研磨之后裝入石英管中，對石英管抽真空至10_3pa并進行熔化封裝，放入馬弗爐中，以10-50°c /小時的速率升溫至850-950°C,恒溫48小時,待冷卻后取出樣品；對取出的樣品重新研磨混勻再置于石英管中抽真空至10_3pa并進行熔化封裝，再放入馬弗爐內(nèi)升溫至850-950°C燒結(jié)24小時；將樣品取出并搗碎研磨得粉末狀BaGa2GeSe6化合物。所述BaGa2GeSe6化合物可按下述化學反應式制備(I) BaSe+Ga2Se3+GeSe2 = BaGa2GeSe6 ； (2) BaSe+2Ga+Ge+5Se = BaGa2GeSe6 ；(3) BaSe+Ga2Se3+Ge+2Se = BaGa2GeSe6 ；(4) BaSe+2Ga+3Se+GeSe2 = BaGa2GeSe6 ；(5) Ba+2Ga+Ge+6Se = BaGa2GeSe6 ；(6) Ba+Se+Ga2Se3+GeSe2 = BaGa2GeSe6 ；(7) Ba+4Se+2Ga+GeSe2 = BaGa2GeSe6 ；(8) Ba+3Se+Ga2Se3+Ge = BaGa2GeSe6 ；本專利技術(shù)提供的BaGa2GeSe6非線性光學晶體不具備有對稱中心，屬三方晶系，空間群為 R3,其晶胞參數(shù)為a = b = 10. 008(1) A, c = 9. 090(2) A, ct = β = 90° , Y =120。，Z = 3，V = 788. 4 A3。本專利技術(shù)提供的BaGa2GeSe6非線性光學晶體的制備方法，其為高溫熔體自發(fā)結(jié)晶法生長BaGa2GeSe6非線性光學晶體，其步驟為將粉末狀BaGa2GeSe6化合物加熱至熔化得高溫熔液并保持48-96小時后，以3-5°C /小時的降溫速率降溫至室溫，得到紅色透明的BaGa2GeSe6 晶體。所述粉末狀BaGa2GeSe6化合物的制備如下將含Ba物質(zhì)、含Ga物質(zhì)、含Ge物質(zhì)和單質(zhì)Se按照摩爾比Ba Ga Ge Se =1:2:1: 6的比例配料并混合均勻后，加熱至850-950°C進行固相反應得到化學式為BaGa2GeSe6的化合物(原則上，米用一般化學合成方法都可以制備BaGa2GeSe6化合物；本專利技術(shù)優(yōu)選固相反應法)；所述含Ba物質(zhì)為鋇單質(zhì)或硒化鋇；所述含Ge物質(zhì)為鍺單質(zhì)或二硒化鍺；所述含Ga物質(zhì)為鎵單質(zhì)或三硒化二鎵。本專利技術(shù)的BaGa2GeSe6化合物可按下述化學反應式制備(I) BaSe+Ga2Se3+GeSe2 = BaGa2GeSe6 ；(2) BaSe+2Ga+Ge+5Se = BaGa2GeSe6 ；(3) BaSe+Ga2Se3+Ge+2Se = BaGa2GeSe6 ；(4) BaSe+2Ga+3Se+GeSe2 = BaGa2GeSe6 ；(5) Ba+2Ga+Ge+6Se = BaGa2GeSe6 ；(6) Ba+Se+Ga2Se3+GeSe2 = BaGa2GeSe6 ；(7) Ba+4Se+2Ga+GeSe2 = BaGa2GeSe6 ；(8) Ba+3Se+Ga2Se3+Ge = BaGa2GeSe60本專利技術(shù)提供的BaGa2GeSe6非線性光學晶體的再一制備方法，其為坩堝下降法生長BaGa2GeSe6非線性光學晶體，其步驟如下將粉末狀BaGa2GeSe6化合物放入晶體生長裝置中，緩慢升溫至其熔化，待其完全熔化后，晶體生長裝置以O(shè). 1-1. Omm/h的速度垂直下降，在晶體生長裝置下降過程中進行BaGa2GeSe6非線性光學晶體生長，其生長周期為10_20天；本專利技術(shù)的i甘禍下降法生長BaGa2GeSe6非線性光學晶體還包括對BaGa2GeSe6非線性光學晶體的后處理晶體生長結(jié)束后，仍將晶體留在生長爐中進行退火，以不大于30 IOO0C /小時的速率降溫至室溫(優(yōu)選降溫速率30 50°C /小時)。采用上述兩種方法均可獲得尺寸為厘米級的BaGa2GeSe6非線性光學晶體；使用大尺寸坩堝，并延長生長期，則可獲得相應較大尺寸BaGa2GeSe6非線性光學晶體。根據(jù)晶體的結(jié)晶學數(shù)據(jù)，將晶體毛坯定向，按所需角度、厚度和截面尺寸切割晶 體，將晶體通光面拋光，即可作為非線性光學器件使用，該BaGa2GeSe6非線性光學晶體具有物理化學性能穩(wěn)定，硬度較大，機械性能好，不易碎裂，不易潮本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
一種化學式為BaGa2GeSe6的化合物。
【技術(shù)特征摘要】
1.一種化學式為BaGa2GeSe6的化合物。2.—種權(quán)利要求I所述BaGa2GeSe6化合物的制備方法，其步驟如下 將含Ba物質(zhì)、含Ga物質(zhì)、含Ge物質(zhì)和單質(zhì)Se按照摩爾比Ba Ga Ge Se =1:2:1: 6的比例配料并混合均勻后，加熱至850-950°C進行固相反應，得到化學式為BaGa2GeSe6的化合物；所述含Ba物質(zhì)為鋇單質(zhì)或硒化鋇；所述含Ge物質(zhì)為鍺單質(zhì)或二硒化鍺；所述含Ga物質(zhì)為鎵單質(zhì)或三硒化二鎵。3.按權(quán)利要求2所述BaGa2GeSe6化合物的制備方法，其特征在于，所述加熱進行固相反應得到化學式為BaGa2GeSe6的化合物的步驟是將上述配料研磨之后裝入石英管中，對石英管抽真空至10_3pa并進行熔化封裝，放入馬弗爐中，以10-50°C /小時的速率升溫至850-950°C,恒溫48小時,待冷卻后取出樣品；對取出的樣品重新研磨混勻再置于石英管中抽真空至10_3pa并進行熔化封裝，再放入馬弗爐內(nèi)升溫至850-950°C燒結(jié)24小時；將樣品取出，并搗碎研磨得粉末狀BaGa2GeSe6化合物。4.一種BaGa2GeSe6非線性光學晶體,該BaGa2GeSe6非線性光學晶體不具有對稱中心，屬三方晶系，空間群為R3，其晶胞參數(shù)為a = b = 10.008(1) A, c = 9. 090(2) A, α = β= 90°，γ = 120°，Z = 3, V = 788. 4 P。5.一種權(quán)利要求4所述BaGa2GeSe6非線性光學晶體的制備方法，其為高溫熔體自發(fā)結(jié)晶法生長BaGa2GeSe6非線性光學晶體，其步驟為將粉末狀BaGa2GeSe6化合物加熱至熔化得高溫熔液并保持48-96小時后...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：姚吉勇，尹文龍，馮凱，梅大江，傅佩珍，吳以成，
申請(專利權(quán))人：中國科學院理化技術(shù)研究所，
類型：發(fā)明
國別省市：
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