專利名稱：硫錫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)：
在非線性光學(xué)材料應(yīng)用方面，我們可以大致將其分為三類，紫外及深紫外波段非線性光學(xué)材料、可見(jiàn)光及近紅外波段非線性光學(xué)材料、紅外及中遠(yuǎn)紅外非線性光學(xué)材料。目前我們的工作主要關(guān)注于紅外及中遠(yuǎn)紅外非線性光學(xué)材料，該材料在民用和軍事方面有潛在的廣泛用途，如激光器件、紅外波段激光倍頻、遠(yuǎn)程傳感、紅外激光制導(dǎo)、紅外激光雷達(dá)、光電對(duì)抗等。就目前而言，2 20 iim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)晶體變頻技木?，F(xiàn)成熟的紅外非線性光學(xué)晶體主要有ZnGeP2, AgGaS2,AgGaSe2等。這些晶體都已在民用高科技領(lǐng)域和軍事裝備中起到關(guān)鍵性的作用，但是目前的這些晶體在綜合性能上還不能達(dá)到人們理想的水平，隨著技術(shù)的不斷發(fā)展與進(jìn)步，對(duì)紅外非線性晶體的要求也在不斷提高，因此，對(duì)于新型紅外非線性晶體的探索，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硫錫鋇單晶。本發(fā)明的目的之ニ在于制備硫錫鋇粉末。本發(fā)明制備的硫錫鋇單晶體，其化學(xué)式為Ba7Sn5S15,分子量為2035. 91，屬六方晶系，空間群 P63cm,單胞參數(shù)為a=b=25.123⑷A,c=8.412(2)A, a =旦=90。, y =120°，V = 4598.2(2)人3，Z = 6。該晶體結(jié)構(gòu)中，錫原子有兩種不同的化合價(jià)Sn2+和Sn4+。Sn2+以三角錐構(gòu)型存在，并且形成[Sn2S3]2_基團(tuán)；Sn4+以[SnS4]4_四面體構(gòu)型存在。在對(duì)稱単元中，[Sn2S3]2-和[SnS4]4-都處于孤立狀態(tài)，形成零維結(jié)構(gòu)。粉末紅外倍頻實(shí)驗(yàn)表明，硫錫鋇(Ba7Sn5S15)具有優(yōu)良的紅外非線性光學(xué)性能，在
2.05 um激光照射下，有很強(qiáng)的I. 025 ii m倍頻光輸出，其粉末SHG強(qiáng)度約為AgGaS2的2倍。硫錫鋇作為ー種極性晶體，預(yù)期在激光器件、紅外波段激光倍頻、紅外激光制導(dǎo)等高科技領(lǐng)域中，具有重要的應(yīng)用價(jià)值。


圖I.硫錫鋇晶體的沿c軸方向的結(jié)構(gòu)圖。圖2.硫錫鋇的純相粉末圖；實(shí)驗(yàn)值與理論值吻合較好，說(shuō)明得到的粉末樣品為純相。圖3.硫錫鋇SHG強(qiáng)度比較圖，在實(shí)驗(yàn)測(cè)定其粉末(粒度150-212 u m) SHG強(qiáng)度約為相應(yīng)粒度AgGaS2的2倍；在粒度為45-75 y m吋，達(dá)到AgGaS2的10倍。圖4.硫錫鋇I類相位匹配圖；從圖中可以看出，硫錫鋇和AgGaS2 —樣，都是I類相位匹配的。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例I硫錫鋇單晶體制備按Ba Sn S元素摩爾比為7 5 15，稱取Ba，Sn與S混合均勻，放入石墨坩堝，再裝入石英管中，抽真空后封ロ，置于高溫爐中于700 V反應(yīng)數(shù)小吋，再于800°C恒溫?cái)?shù)十小時(shí)，最后緩慢降至室溫，獲得較多紅色塊狀晶體。通過(guò)單晶X射線衍射分析，表明該化合物為硫錫鋇，晶體參數(shù)如上所述，結(jié)構(gòu)如附圖I所示。
實(shí)施例2硫錫鋇多晶粉末制備按Ba Sn S元素摩爾比為7 5 15，稱取Ba，Sn與S混合均勻，放入石墨坩堝，再裝入石英管中，抽真空后封ロ，置于高溫爐中于800°C恒溫?cái)?shù)十小吋，再緩慢降至室溫，獲得紅色多晶粉末。
權(quán)利要求
1.硫錫鋇非線性單晶體，其化學(xué)式為Ba7Sn5S15，分子量為2035.91，屬六方晶系，空間群 P63cm，單胞參數(shù)為a= b= 25. 123 (4) A,c= 8. 412(2) A’ a = 3 = 90。, y = 120。，V= 4598. 2(2) A3，Z = 6。
2.制備權(quán)利要求I所述的硫錫鋇單晶體的方法，包括如下步驟以BaS，Sn與S為原料，其摩爾比為7 5 15，真空后封ロ，用四十小時(shí)使溫度達(dá)到800°C，并且在800°C恒溫五十小時(shí)，然后降至室溫，獲得塊狀紅色晶體。
3.權(quán)利要求I的硫錫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、紅外激光雷達(dá)。
全文摘要
本發(fā)明涉及硫錫鋇單晶體及其合成和應(yīng)用。硫錫鋇的分子式為Ba7Sn5S15，分子量為2035.91，屬六方晶系，空間群P63cm，單胞參數(shù)為α＝β＝90°，γ＝120°，Z＝6。采用密封真空石英管及石墨坩堝高溫反應(yīng)法制備。硫錫鋇晶體具有優(yōu)良的紅外非線性光學(xué)性能，實(shí)驗(yàn)測(cè)定其粉末(粒度150-212μm)SHG強(qiáng)度約為相應(yīng)粒度AgGaS2的2倍；在粒度為45-75μm時(shí)，達(dá)到AgGaS2的10倍，且滿足I類相位匹配。
文檔編號(hào)G02F1/355GK102644116SQ201210128628
公開日2012年8月22日 申請(qǐng)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(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所