一种含两种碱金属的无机化合物晶体及其制备方法、作为红外非线性光学晶体的应用

摘要

本申请公开了一种含两种碱金属的三维无机化合物晶体。所述含两种碱金属的三维无机化合物晶体具有式I所示的化学式：ALiGa

说明书

技术领域

本申请涉及一种含两种碱金属的三维无机化合物晶体，属于晶体合成技术领域。

背景技术

中远红外波段，特别是大气窗口3-5和8-14um激光在国防和民用领域具有重要的应用，如激光测距、激光制导、及激光雷达等。利用中远红外非线性光学(NLO)晶体的变频技术是实现该波段激光输出最为重要的技术手段。目前倍受关注的中远红外NLO晶体材料(如AgGaS

发明内容

根据本申请的一个方面，提供了一种含两种碱金属的三维无机化合物晶体。

一种含两种碱金属的三维无机化合物晶体，其特征在于，所述含两种碱金属的三维无机化合物晶体具有式I所示的化学式：

ALiGa

其中，A选自除锂以外的碱金属元素中的一种；

Q选自硫属元素中的一种；

所述含两种碱金属的三维无机化合物晶体属于晶系，Cc空间群。

可选地，所述含两种碱金属的三维无机化合物晶体的连接方式为：四面体GaS

可选地，所述含两种碱金属的三维无机化合物晶体的晶胞参数为

可选地，所述含两种碱金属的三维无机化合物晶体的晶胞参数为

可选地，所述含两种碱金属的无机化合物晶体的粉末激光损伤阈值范围为10-70MW/cm

可选地，所述含两种碱金属的三维无机化合物晶体的非线性光学效应是AgGaS

本申请的第二个方面，提供了上述含两种碱金属的三维无机化合物晶体的制备方法。

制备上述的含两种碱金属的三维无机化合物晶体的方法，包括以下步骤：将除锂以外的碱金属元素源、锂源、镓源，混合，形成混合物，装入反应容器中，抽真空，密封，加热至反应温度，反应，得到所述含两种碱金属的三维无机化合物晶体。

可选地，当镓源采用金属镓并且锂源采用金属锂时，还需向混合物中加入硫属元素源。

所述除锂以外的碱金属元素源选自除锂以外的碱金属元素的单质或化合物；

可选地，所述除锂以外的碱金属元素源选自Na、K、Rb、Cs、K

可选地，所述锂源为金属锂或锂的硫属元素化合物。

可选地，所述锂源为金属锂、Li

可选地，所述镓源选自金属镓或金属镓的化合物。

可选地，所述镓源选自金属镓、Ga

可选地，所述硫属元素源选自S、Se、Te、Ga

可选地，所述除锂以外的碱金属元素源、锂源、镓源的用量，采用各自元素含量的摩尔数计算，摩尔比为1:1:(4-8)。

可选地，当所述镓源采用金属镓，所述锂源采用金属锂时，碱金属元素源、金属锂、金属镓、硫属元素源的用量，采用各自元素含量的摩尔数计算，摩尔比为1:1:(4-8):(9-12)。

可选地，所述反应的条件为：反应的温度为500-1200℃，反应时间为1-120h。

可选地，反应的温度为600-1100℃，反应时间为10-96h。

可选地，通过升温到达反应温度，所述升温速率为1-60℃/h。

可选地，反应后还需进行降温，所述降温为自然冷却或降温速率为3℃/h-7℃/h中的一种。

可选地，所述反应容器为耐高温的反应容器。

可选地，所述抽气，抽气后反应容器内的压力范围为10

可选地，所述密封的方法为焊接密封。

本申请的第三个方面，提供了上述含两种碱金属的三维无机化合物晶体和/或上述制备方法所获得的含两种碱金属的三维无机化合物晶体作为非线性光学晶体材料的应用。

本申请能产生的有益效果包括：

1)本申请所提供的ALiGa

2)本申请所提供的ALiGa

3)本申请所提供的ALiGa

附图说明

图1为本申请实施例4所获得的RbLiGa

图2为本申请实施例7所获得的CsLiGa

图3为本申请实施例4、实施例7、实施例6所获得的RbLiGa

图4为本申请实施例7所获得的CsLiGa

图5为本申请实施例6所获得的RbLiGa

具体实施方式

下面结合实施例详述本申请，但本申请并不局限于这些实施例。

如无特别说明，本申请的实施例中的原料通过商业途径购买，其中，Ga,S,Se,Te,K,Rb,Cs原料购自阿拉丁公司。

本申请的实施例中，转化率的计算方法按照镓元素的转化率计算，计算式表示为：

η＝反应物锂元素的摩尔量/反应后生成产物中锂元素的摩尔量。

本申请所述的激光损伤阈值的计算方法，是采用美国OPOTEK公司生产的VIBRANTHE 355LD牌号激光仪。首先将实施例1-11和市售AgGaS

本申请所述的倍频信号的测试方法，是将样品的晶体及做参比用的AgGaS

实施例1

将Na(9mg)，Li(3mg)，Ga(163mg)和S(125mg)配料并混合均匀后，装入石英管中抽真空至10

实施例2

将Na(6mg)，Li(2mg)，Ga(102mg)和Se(191mg)配料并混合均匀后，装入石英管中抽真空至1Pa封管，放入马弗炉中缓慢加热至900℃，保温数96小时后，经过4℃/h降温至300℃后，关掉马弗炉自然冷却至室温，得到化学式为NaLiGa

实施例3

将K(18mg)，Li(4mg)，Ga(161mg)和S(139mg)配料并混合均匀后，装入石英管中抽真空至10

实施例4

将K

实施例5

将K

实施例6

将Rb

实施例7

将Rb(20mg)，Li(2mg)，Ga(97mg)和Se(182mg)配料并混合均匀后，装入石英管中抽真空至10

实施例8

将Rb(25mg)，Li(3mg)，Ga(83mg)和Se(213mg)配料并混合均匀后，装入石英管中抽真空至10

实施例9

将Cs(41mg)，Li(3mg)，Ga(150mg)和S(108mg)配料并混合均匀后，装入石英管中抽真空至10

实施例10

将Cs(27mg)，Li(2mg)，Ga(83mg)和Se(188mg)配料并混合均匀后，装入石英管中抽真空至10

实施例11

将Cs

实施例12

将Cs

对比例1

将市售的AgGaS

应用上述实施例所采用的技术方案后，对得到的产品进行激光损伤阈值分析，实施例、样品和对应的激光损伤阈值见表1，与对比例样本进行倍频信号强度的比较见图3。

表1

表1标明，在1064nm处，ALiGa

图3表明，RbLiGa

以上所述，仅是本申请的几个实施例，并非对本申请做任何形式的限制，虽然本申请以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限制本申请，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本申请技术方案的范围内，利用上述揭示的技术内容做出些许的变动或修饰均等同于等效实施案例，均属于技术方案范围内。