本文關鍵詞： 有機晶體 非線性光學 熱穩(wěn)定性 晶體生長 透過光譜 核磁共振　出處：《山東大學》2017年碩士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：自激光器發(fā)明以來,非線性光學材料的研究一直很受關注,它在基礎研究和無線電通訊,安全檢測和光學計算等方面均有著應用價值。近幾年來,太赫茲(THz)技術在探測成像、生物醫(yī)學、軍事、安檢、藥物檢測、科研等領域都有重要作用,并且應用前景廣闊,所以尋找具有較高非線性系數的材料來實現THz輻射非常重要。有機非線性晶體具有高的非線性系數和光電系數,低的介電常數,并且響應速度快,應用波段寬,易于剪裁,成本低廉;有機吡啶鹽晶體分子的化學結構獨特,分子設計靈活,功能多樣;不僅具有較大的分子超極化率,分子組裝形式的多樣性也極大地豐富了非線性光學材料的種類,使它在非線性光學材料領域具有重要地位。1989年Marder等人《Science》期刊上首次報道了具有二階非線性光學特性的DAST晶體。DAST是一種由強庫侖力形成的有機吡啶鹽晶體,陽離子具有共軛大π鍵,沒有對稱中心,具有較大的二階非線性光學系數和電光系數,在1542nm的二階非線性系數為840pm/v,在820nm的電光系數比ZnTe的相應值大1～2個數量級,其倍頻效應為尿素的1000倍,是產生太赫茲輻射的理想材料。1999年,Kawase等人通過DAST晶體,利用非線性差頻的方法產生了太赫茲波。DAST晶體的主要生長方法有激光誘導成核法,斜板法,雙區(qū)段法,籽晶法等。目前國際上對于DAST晶體的研究主要集中在提高生長速度和改善晶體質量方面。在國內,DAST晶體的研究起步較早,但是發(fā)展緩慢,晶體質量和尺寸相對落后。DAST晶體難長的主要原因一是缺乏高純度的生長原料,二是晶體的生長過程和成核難以控制,難以生長出大晶體。本論文從原料合成、晶體生長和生長機理三個方面入手DAST晶體的研究。用X-射線粉末衍射、核磁共振1H和13C對合成的原料進行檢測,結構符合DAST。對原料的熱穩(wěn)定性進行研究,TG-DTA曲線表明DAST原料的融化相變溫度在263.76℃,與文獻報道相吻合。經元素分析儀測定其純度可達97%,能用于晶體生長。將原料進行重結晶提純,進過一次重結晶后,純度達到98%左右,但兩次后純度略有下降。分別用揮發(fā)溶劑法和降溫法生長晶體,研究不同條件下DAST晶體的結晶完整性,透過光譜,晶體形態(tài)和DAST晶體的生長機制,發(fā)現:①晶體生長所需的過飽和度a接近亞穩(wěn)區(qū)邊界,這是DAST晶體難以生長的主要原因;②DAST晶體各顯露面生長所需的σ具有明顯的各向異性,大體順序為(001)(010)(111),當σ較小時,(010)和(111)面顯露,(010)面甚至出現楔化;③揮發(fā)法生長的晶體質量低于降溫法生長的晶體,降溫速度越慢,晶體質量越好,透過率越高;提純原料生長的晶體質量明顯提高,透過率更高。④降溫法生長晶體時,45℃的飽和點,0.05℃/day的降溫速率最適合晶體的生長,。對不同生長方法晶體的形態(tài)進行研究,用PBC理論解釋晶體(001)面生長速率的各向異性。用AFM觀察生長晶體的表(001)晶面,發(fā)現存在位錯生長機制和二維核生長機制。
[Abstract]:......
【學位授予單位】：山東大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：O78

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本文編號：1531150