專利名稱：硒銦鉍鋇單晶體及其制備和用途的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于紅外非線性光學(xué)材料及其制備。
背景技術(shù)：
波長范圍在2 20 y m中、遠(yuǎn)紅外波段的激光光源在民用和軍用高科技領(lǐng)域中都具有重要的應(yīng)用，并且相干性良好的可調(diào)諧紅外激光光源在遠(yuǎn)程傳感、紅外激光雷達(dá)制導(dǎo)和光電對抗等應(yīng)用中具有重要作用。目前，2 20 Pm中、遠(yuǎn)紅外波段激光的產(chǎn)生主要是基于非線性光學(xué)原理及紅外 非線性光學(xué)晶體變頻技術(shù)的應(yīng)用?，F(xiàn)常用的紅外非線性光學(xué)晶體主要有AgGaS2, AgGaSe2,ZnGeP2等。在國內(nèi)外，這些晶體都已成功應(yīng)用于民用高科技領(lǐng)域和軍事裝備中。但是目前的這些晶體在性能上還不能達(dá)到人們理想的水平，隨著中、遠(yuǎn)紅外技術(shù)的不斷發(fā)展，對紅外非線性晶體的需求也在不斷提高，因此，探索新型紅外非線性晶體在民用高科技產(chǎn)業(yè)和提升軍事裝備都具有重要的戰(zhàn)略意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的之一在于制備硒銦鉍鋇單晶體。本發(fā)明的目的之ニ在于制備硒銦鉍鋇粉末。本發(fā)明制備的硒銦鉍鋇單晶體，其化學(xué)式為Ba2BiInSe5，分子量為993. 26，屬正交晶系，空間群 Crnd1,單胞參數(shù)為a =4.320(2) A,b=19.074(9)A,c=13.158(6)A, a
=3 = Y =90。，V= 1084.2(9) A3, Z = 40該晶體結(jié)構(gòu)由沿a軸方向的無限ー維!°° [BiInSe5]4-陰離子鏈及其周圍的六列Ba2+陽離子陣列組成，沿晶軸a方向，BiSe5四角錐共棱連接構(gòu)成了 Bi-Se —維鏈，InSe4四面體共頂點連接成了 In-Se —維鏈,兩種一維鏈之間再通過共頂點連接成了整個ー維廣[BiInSe5]4_陰離子鏈結(jié)構(gòu)。紅外倍頻實驗表明，硒銦鉍鋇(Ba2BiInSe5)具有優(yōu)良的紅外非線性光學(xué)性能，在
2.3 iim激光照射下輸出很強的I. 155 iim倍頻光輸出，其粉末SHG強度大致相當(dāng)于SiO2的230倍。硒銦鉍鋇作為一種極性晶體預(yù)期在電光調(diào)制、光折變信息處理等高科技領(lǐng)域中也有潛在應(yīng)用前景。作為紅外非線性光學(xué)材料在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)中，特別是若干軍事和民用高科技領(lǐng)域中，具有重要的應(yīng)用價值。


圖I.硒銦鉍鋇晶體的沿a軸方向的結(jié)構(gòu)圖。圖2.硒銦鉍鋇的純相粉末圖；所合成的粉末與單晶模擬粉末XRD圖有較高的吻合度，說明說得到的粉末是純相。圖3.硒銦鉍鋇SHG強度比較圖；圖中可以看到170目樣品硒銦鉍鋇SHG強度是相應(yīng)尺寸SiO2的230倍。采用儀器為突光光譜儀(Fluorescence Spectrometer),儀器型號為FSP920,生產(chǎn)廠家Edinburgh。
具體實施例方式實施例I硒銦鉍鋇單晶體制備按Ba Bi In Se的摩爾比為2 : I : I : 5，稱取Ba，Bi，In與Se混合均勻，放入石英坩堝中，抽真空后封ロ，置于高溫爐中于900至950°C反應(yīng)數(shù)小時，然后恒溫數(shù)小時，再緩慢降至室溫，可獲得較多亮黑色片塊狀單晶。單晶X射線衍射分析表明該化合物為硒銦鉍鋇，晶體參數(shù)如上所述，結(jié)構(gòu)如附圖I所示。
實施例2硒銦鉍鋇粉末制備按Ba Bi In Se的摩爾比為2 : I : I : 5，稱取Ba，Bi，In與Se混合均勻，放入石英坩堝中，抽真空后封ロ，置于高溫爐中于900至1000°C反應(yīng)數(shù)小吋，以一定速率降至室溫，即可得到黒色多晶粉末。
權(quán)利要求
1.ー種硒銦鉍鋇非線性光學(xué)單晶體，其化學(xué)式為Ba2BiInSe5，分子量為993. 26，屬正交晶系，空間群 Cmc21，單胞參數(shù)為a =4. 320(2)A，b=19. 074(9)A，c=13. 158 (6) A, a = ^=Y = 90。，V=1084. 2(9) A3，Z = 4。
2.—種權(quán)利要求I所述的硒銦鉍鋇非線性光學(xué)單晶體的制備方法，包括如下步驟以Ba，In，Bi與硫Se為原料，其摩爾比為2 I I 5，真空氛圍，先緩慢升溫至約600°C下預(yù)燒，反應(yīng)完全后繼續(xù)升溫，最后在800-1000°C恒溫，然后降至室溫，獲得亮黑色晶體。
3.—種權(quán)利要求I的硒銦鉍鋇單晶體用于制備紅外波段激光變頻器件以及近紅外濾光器件。
全文摘要
本發(fā)明涉及紅外非線性光學(xué)單晶體硒銦鉍鋇及其合成及應(yīng)用。硒銦鉍鋇，分子式Ba2InBiSe5，分子量為993.26，屬正交晶系，空間群Cmc21，單胞參數(shù)為α＝β＝γ＝90°，Z＝4。采用封閉真空石英坩堝高溫反應(yīng)法制備。硒銦鉍鋇晶體具有優(yōu)良的紅外非線性光學(xué)性能，實驗測定其粉末SHG強度約為SiO2的230倍。可用于制備紅外波段激光變頻器件以及近紅外濾光器件等。
文檔編號G02F1/355GK102644117SQ20121012868
公開日2012年8月22日 申請日期2012年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月27日
發(fā)明者張 浩, 張煒龍, 林晨升, 程文旦, 羅中箴 申請人:中國科學(xué)院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所