[发明专利]一种无机晶体材料、其制备及作为非线性光学晶体的应用

说明书

本申请公开了一种无机晶体材料，其特征在于，所述无机晶体材料的化学式为：BaGe(IO₃)₆(H₂O)；所述无机晶体材料属于三方晶系，空间群为R3，晶胞参数为α＝β＝90°，γ＝120°，Z＝3。该无机晶体材料表现出强的倍频效应，其粉末SHG系数超过KH₂PO₄(KDP)的12倍；在2.05μm激光照射下测得其粉末SHG系数为KTiOPO₄(KTP)晶体的0.8倍，且能实现相位匹配，是具有潜在应用价值的非线性光学材料。

技术领域

本申请涉及一种无机晶体材料、其制备及作为非线性光学晶体的应用，属于无机材料领域。

背景技术

非线性光学晶体是一类广泛应用于光电技术领域的功能材料，可以实现激光频率转换、激光强度和相位的调制、以及激光信号的全息储存等。

目前实际应用的非线性光学晶体包括LiB₃O₅(LBO),β-BaB₂O₄(BBO),KH₂PO₄(KDP),KTiOPO₄(KTP)，α-LiIO₃等。随着激光技术的发展和可调谐激光器的出现，非线性光学器件发展迅速，激光倍频、混频、参量振荡与放大；电光调制、偏转、Q开关和光折变器件等相继出现。以上的这些研究与应用，对非线性光学材料提出了更多更高的物理、化学性能的要求，也促进了非线性光学材料的迅速发展。二阶非线性光学晶体材料必须具有非中心对称的结构。

发明内容

根据本申请的一个方面，提供一种新型无机晶体材料，该无机晶体材料表现出强的倍频效应，其粉末SHG系数超过KH₂PO₄(KDP)的12倍；在2.05μm激光照射下测得其粉末SHG系数为KTiOPO₄(KTP)晶体的0.8倍，且能实现相位匹配，是具有潜在应用价值的非线性光学材料。

所述无机晶体材料，其特征在于，化学式为：

BaGe(IO₃)₆(H₂O)

所述无机晶体材料属于三方晶系，空间群为R3，晶胞参数为a＝α＝β＝90°，γ＝120°，Z＝3。

所述无机晶体材料BaGe(IO₃)₆(H₂O)的晶体结构如图1所示，图1是晶体结构沿c轴方向的投影示意图。可以看出，每个不对称单元中含有一个Ba，一个Ge，两个I和七个O原子。每个Ge原子与6个O原子连接成GeO₆八面体，而每个I原子与3个O原子连接形成IO₃三角锥，6个IO₃三角锥通过单齿配位连接在GeO₆八面体形成0维的[Ge(IO₃)₆]^2-阴离子基团。Ba原子填充在[Ge(IO₃)₆]^2-阴离子基团之间的空隙里。

所述无机晶体材料的紫外吸收截止波长在300～310nm之间(约304nm)。

优选地，所述无机晶体材料的晶胞参数为c＝11.3223(7)。

根据本申请的又一方面，提供所述无机晶体材料的制备方法，其特征在于，采用水热法制备，将含有钡元素、锗元素、碘元素和水的原料混合物，于180℃～260℃晶化温度下晶化得到；

所述原料混合物中，钡元素的摩尔数、锗元素的摩尔数、碘元素的摩尔数与水体积比例为：

Ba：Ge：I：水＝0.1～20mol：1mol：1～20mol：0.5～50L。