專利名稱：硫錫鋇單晶體及其制備和用途的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于紅外非線性光學材料及其制備。
背景技術：
在非線性光學材料應用方面，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材料、可見光及近紅外波段非線性光學材料、紅外及中遠紅外非線性光學材料。目前我們的工作主要關注于紅外及中遠紅外非線性光學材料，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、遠程傳感、紅外激光制導、紅外激光雷達、光電對抗等。就目前而言，2 20 iim中、遠紅外波段激光的產(chǎn)生主要是基于非線性光學原理 及紅外非線性光學晶體變頻技木?，F(xiàn)成熟的紅外非線性光學晶體主要有ZnGeP2, AgGaS2,AgGaSe2等。這些晶體都已在民用高科技領域和軍事裝備中起到關鍵性的作用，但是目前的這些晶體在綜合性能上還不能達到人們理想的水平，隨著技術的不斷發(fā)展與進步，對紅外非線性晶體的要求也在不斷提高，因此，對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。該晶體結構中，錫原子有兩種不同的化合價Sn2+和Sn4+。Sn2+以三角錐構型存在，并且形成[Sn2S3]2_基團；Sn4+以[SnS4]4_四面體構型存在。在對稱単元中，[Sn2S3]2-和[SnS4]4-都處于孤立狀態(tài)，形成零維結構。粉末紅外倍頻實驗表明，硫錫鋇(Ba7Sn5S15)具有優(yōu)良的紅外非線性光學性能，在
2.05 um激光照射下，有很強的I. 025 ii m倍頻光輸出，其粉末SHG強度約為AgGaS2的2倍。硫錫鋇作為ー種極性晶體，預期在激光器件、紅外波段激光倍頻、紅外激光制導等高科技領域中，具有重要的應用價值。


圖I.硫錫鋇晶體的沿c軸方向的結構圖。圖2.硫錫鋇的純相粉末圖；實驗值與理論值吻合較好，說明得到的粉末樣品為純相。圖3.硫錫鋇SHG強度比較圖，在實驗測定其粉末(粒度150-212 u m) SHG強度約為相應粒度AgGaS2的2倍；在粒度為45-75 y m吋，達到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。
具體實施例方式實施例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反應數(shù)小吋，再于800°C恒溫數(shù)十小時，最后緩慢降至室溫，獲得較多紅色塊狀晶體。通過單晶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，結構如附圖I所示。
實施例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恒溫數(shù)十小吋，再緩慢降至室溫，獲得紅色多晶粉末。
權利要求
1.硫錫鋇非線性單晶體，其化學式為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，用四十小時使溫度達到800°C，并且在800°C恒溫五十小時，然后降至室溫，獲得塊狀紅色晶體。
3.權利要求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。
全文摘要
本發(fā)明涉及硫錫鋇單晶體及其合成和應用。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法制備。硫錫鋇晶體具有優(yōu)良的紅外非線性光學性能，實驗測定其粉末(粒度150-212μm)SHG強度約為相應粒度AgGaS2的2倍；在粒度為45-75μm時，達到AgGaS2的10倍，且滿足I類相位匹配。
文檔編號G02F1/355GK102644116SQ201210128628
公開日2012年8月22日 申請日期2012年4月27日 優(yōu)先權日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:中國科學院福建物質(zhì)結構研究所