專利名稱：一種非線性光學(xué)晶體二乙烯三胺合鋅六硼酸鋁及其制備和用途的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種非線性光學(xué)材料二乙烯三胺合鋅六硼酸鋁(化學(xué)式[ai(dien)2] [AlB6O11(OH)])的制備和應(yīng)用。
背景技術(shù)：
非線性光學(xué)(Nonlinear Optics, NL0)是現(xiàn)代光學(xué)的一個(gè)新領(lǐng)域，是研究在強(qiáng)光作用下物質(zhì)的響應(yīng)與場(chǎng)強(qiáng)呈現(xiàn)的非線性關(guān)系的科學(xué)。在眾多的非線性光學(xué)效應(yīng)中，倍頻效應(yīng) (SHG)是最引人注目也是研究得最多的非線性效應(yīng)。具有非線性效應(yīng)的光學(xué)材料在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)中，特別是若干民用和軍事高科技領(lǐng)域中，例如光電通訊、光信息存儲(chǔ)、集成電路、光開(kāi)關(guān)、光限制器、彩色激光打印、激光致盲武器、海洋魚群探測(cè)等，都有一系列重要應(yīng)用。長(zhǎng)期以來(lái)，非線性光學(xué)的硼酸鹽晶體一直是人們的研究熱點(diǎn)。目前已實(shí)際應(yīng)用的非線性光學(xué)硼酸鹽晶體包括LiB3O5(LBO), β-BaB2O4(BBO),BW3O6 (BIBO)等。雖然這些非線性光學(xué)材料已廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)中，然而，不同的領(lǐng)域?qū)Ψ蔷€性光學(xué)材料的要求也不同， 因此不可能有單一非線性光學(xué)材料可以最優(yōu)化應(yīng)用于所有的領(lǐng)域。這就對(duì)非線性光學(xué)材料的多樣性提出了要求，以便在特定的領(lǐng)域可以最優(yōu)化的選擇特定的非線性光學(xué)材料。所以有必要繼續(xù)尋找和發(fā)展新的非線性光學(xué)材料。我們通過(guò)采用手性的AlO4基團(tuán)與非心的聚硼陰離子簇協(xié)同組裝成非心或手性結(jié)構(gòu)的策略，從而得到了性能優(yōu)越的新型非線性光學(xué)材料。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于制備一種非線性光學(xué)晶體二乙烯三胺合鋅六硼酸鋁(化學(xué)式 [Zn (dien) 2] [AlB6O11 (OH)])，其技術(shù)方案如下我們選擇ZnAc2 · 4H20 (醋酸鎳)、Al (i-PrO) 3 (異丙醇鋁)、H3BO3 (硼酸)為原料， 其摩爾比為0.6 1 5. 6，在二乙烯三胺(dien)存在條件下，采用水和吡啶作混合溶劑， 在180°C下，利用異丙醇鋁水解成的手性AlO4基團(tuán)與硼酸聚合成的非心陰離子簇協(xié)同組裝， 并以二乙烯三胺合鎘配位陽(yáng)離子作抗衡離子，在水(劑)熱條件下得到二乙烯三胺合鋅六硼酸鋁的晶體材料。我們測(cè)得該化合物的結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)參數(shù)如下化學(xué)式為[ai (dien)2] [AlB6O11(OH)],分子量為:556. 22，屬單斜晶系，空間群Pc， 單胞參數(shù)與二乙烯三胺合鎘六硼酸鋁相似(通過(guò)粉末X-射線結(jié)構(gòu)分析確定)，二乙烯三胺合鎘六硼酸鋁的晶胞參數(shù)為 a = 9. 4602 (19)，b = 10. 765 (2), c = 13. 816 (4) Α，α = Y =90°，β = 129. 657 (19)。，V = 1083. 2(4) A3jZ = 2 在二乙烯三胺合鋅六硼酸鋁的結(jié)構(gòu)中，AlO4, B6O11 (OH)通過(guò)共頂點(diǎn)相連成一個(gè)具有7-/9-/11-/13-元環(huán)孔道的三維空曠骨架結(jié)構(gòu)，配位陽(yáng)離子作為抗衡離子填充在13-元環(huán)孔道內(nèi)。非線性光學(xué)測(cè)量表明，二乙烯三胺合鋅六硼酸鋁具有良好的非線性光學(xué)性能，在1064nm激光照射下輸出很強(qiáng)的532nm綠光，其粉末SHG系數(shù)為KDP的1. 3倍。預(yù)期在激光頻率轉(zhuǎn)換、電光調(diào)制、光折變信息處理等高科技領(lǐng)域有一定的應(yīng)用價(jià)值。本發(fā)明提供的二乙烯三胺合鋅六硼酸鋁是通過(guò)水(劑)熱合成方法生長(zhǎng)出的晶體。本發(fā)明所采用的材料制備方法具有工藝簡(jiǎn)單、產(chǎn)率高及重復(fù)性好等優(yōu)點(diǎn)。該材料的優(yōu)點(diǎn)是不易溶于一般的溶劑。該晶體用于光電通訊、光信息存儲(chǔ)、集成電路、光開(kāi)關(guān)、光限制器、 彩色激光打印、激光致盲武器、海洋魚群探測(cè)、激光頻率轉(zhuǎn)換、電光調(diào)制、光折變信息處理等領(lǐng)域。
具體實(shí)施例方式1、化合物的制備0. 6mmol ZnAc2 ·4Η20、1. Ommol Al (i-PrO) 3、5· 6mmol H3BO3 的混合物中加入 3mL 吡啶和2mL 7jC,持續(xù)攪拌成膠狀后加入0. 7mL 二乙烯三胺(dien)，該混合物轉(zhuǎn)移到23mL內(nèi)襯聚四氟乙烯襯的不銹鋼反應(yīng)釜中，在180°C的烘箱中反應(yīng)11天，自然冷卻到室溫，抽濾、蒸餾水洗滌，空氣中干燥，得到無(wú)色晶體。2、性能測(cè)試我們對(duì)二乙烯三胺合鋅六硼酸鋁進(jìn)行光學(xué)性能測(cè)試，其二階非線性光學(xué)效應(yīng)約為 KDP 的 1. 3 倍。
權(quán)利要求
1.一種非線性光學(xué)晶體二乙烯三胺合鋅六硼酸鋁，特征在于其化學(xué)式為[ai(dien)2] [AlB6O11(OH)],分子量為556. 22，屬單斜晶系，空間群Pc，單胞參數(shù)與二乙烯三胺合鎘六硼酸鋁相似(通過(guò)粉末X-射線結(jié)構(gòu)分析確定)，二乙烯三胺合鎘六硼酸鋁的晶胞參數(shù)為a = 9. 4602 (19)，b = 10. 765 (2), c = 13. 816(4) Α, α = Y = 90° , β = 129. 657 (19) °，V =1083. 2(4) A3, Z = 2。
2.—種權(quán)利要求1的二乙烯三胺合鋅六硼酸鋁的制備方法，其特征在于采用溶劑熱法制備。
3.如權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于采用ZnAc2·4Η20、Α1 (i-Pr0) 3>H3BO3和二乙烯三胺為原料，在吡啶和水的混合溶劑中反應(yīng)，反應(yīng)溫度為180°C。
4.一種權(quán)利要求1的二乙烯三胺合鋅六硼酸鋁的潛在用途，其特征在于該晶體用于光電通訊、光信息存儲(chǔ)、集成電路、光開(kāi)關(guān)、光限制器、彩色激光打印、激光致盲武器、海洋魚群探測(cè)、激光頻率轉(zhuǎn)換、電光調(diào)制、光折變信息處理等領(lǐng)域。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種非線性光學(xué)晶體二乙烯三胺合鋅六硼酸鋁及其制備和用途。該晶體化學(xué)式為[Cd(dien)2][AlB6O11(OH)]，分子量為603.61，屬單斜晶系，空間群Pc，單胞參數(shù)為a＝9.4602(19)，b＝10.765(2)，α＝γ＝90°，β＝129.657(19)°，Z＝2。采用水(劑)熱法制備。二乙烯三胺合鎘六硼酸鋁具有一定的非線性光學(xué)性能，其粉末SHG系數(shù)為KDP的1.7倍。
文檔編號(hào)C30B29/54GK102191559SQ20101011630
公開(kāi)日2011年9月21日 申請(qǐng)日期2010年3月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月2日
發(fā)明者周健, 楊國(guó)昱 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所