[发明专利]硒锑镓钡化合物、硒锑镓钡红外非线性光学晶体及其制备方法和用途

摘要

本发明公开了一种硒锑镓钡化合物，化学式是Ba₂₃Ga₈Sb₂Se₃₈。本发明还公开了硒锑镓钡化合物的制备方法。另外，本发明还公开了一种硒锑镓钡晶体及其制备方法和应用。本发明的硒锑镓钡红外非线性光学晶体的生长中晶体易长大且透明无包裹，具有生长速度较快，成本低，容易获得较大尺寸晶体等优点；所获得的硒锑镓钡红外非线性光学晶体具有比较宽的红外透光波段、机械性能好、易于加工和保存等优点；该硒锑镓钡晶体可用于制作红外激光变频器件。

主权项

1.一种硒锑镓钡晶体的制备方法，其特征在于：所述硒锑镓钡晶体的化学式是Ba₂₃Ga₈Sb₂Se₃₈，所述晶体为红外非线性光学晶体，具有非中心对称结构，属正交晶系，空间群为Cmc2₁，其晶胞参数为：α＝β＝γ＝90°，Z＝2；所述硒锑镓钡晶体是一种非中心对称的零维结构：Ga与四个Se相连形成GaSe₄四面体，Sb与三个Se相连形成以Sb为顶、Se为基座的SbSe₃金字塔，这些GaSe₄四面体和SbSe₃金字塔被Ba离子相互完全隔开，形成零维结构；包括以下步骤：将硒锑镓钡化合物置于温度梯度为5～10℃/cm的晶体生长炉中，利用水平梯度冷凝法制备得到硒锑镓钡晶体；所述水平梯度冷凝法是指将粉末状硒锑镓钡化合物封入石英坩埚后，放到水平晶体生长炉中，加热至化合物熔化并保持24～72h后，以5～10mm/d的速度移动温场，待晶体生长结束后，以10～30℃/h降温速率降至室温，得到棕色透明的硒锑镓钡晶体；所述硒锑镓钡化合物的化学式是Ba₂₃Ga₈Sb₂Se₃₈；所述硒锑镓钡化合物是通过如下方法制备的：将含Ba物质、含Ga物质、含Sb物质和单质Se配料并混合均匀后，加热至800～850℃进行高温固相反应，得到硒锑镓钡化合物；所述含Ba物质、含Ga物质、含Sb物质和单质Se中所有的Ba:Ga:Sb:Se元素摩尔比为23:8:2:38；所述含Ba物质为钡单质或硒化钡；所述含Ga物质为镓单质或三硒化二镓；所述含Sb物质为锑单质或三硒化二锑；所述加热至800～850℃进行高温固相反应是指：将混合均匀的物料装入镀碳石英管中，然后对石英管抽真空至10^‑3Pa并进行熔化封结；将封结的石英管放入马弗炉中，以30～50℃/h的速率升温至800～850℃，保温96h，待冷却后取出样品；对取出的样品研磨混匀后再次置于镀碳石英管中抽真空至10^‑3Pa并进行熔化封结，之后放入马弗炉内升温至800℃烧结72h；将样品取出，并研磨得到粉末状的Ba₂₃Ga₈Sb₂Se₃₈化合物。