發(fā)布時間：2020-08-26 13:42

【摘要】：紅外非線性晶體是激光器的重要元件,激光的快速發(fā)展需要具有更高性能和質(zhì)量的非線性晶體出現(xiàn)。鹵氧化鉛晶體結(jié)構(gòu)中具有電負性較大的鹵素陰離子和有孤電子對效應(yīng)的Pb~(2+)陽離子,其帶隙和二階非線性光學效應(yīng)都得以增大,甚至遠高于現(xiàn)有商業(yè)應(yīng)用的晶體材料,是非常有發(fā)展前景、值得研究的紅外非線性材料,鹵氧化鉛晶體Pb_(17)O_8Cl_(18)(POC)就是近年來發(fā)展起來的優(yōu)質(zhì)紅外非線性光學晶體,但是目前由于晶體生長難度大阻礙了它的發(fā)展,進而沒有得到廣泛應(yīng)用。本文對PbO-PbBr_2-PbCl_2體系進行探索,以合成新型具有非線性性能的鹵氧化鉛化合物,從原料合成、晶體生長及性能表征等方面開展研究工作,取得如下研究結(jié)果:采用二次固相燒結(jié)法合成了體系內(nèi)Pb_(17)O_8Br_(18)(POB)和Pb_(17)O_8(Cl_(1-x)Br _x)_(18)(x=0.1-0.9)(POBC)多晶原料,并研究了化合物的熱穩(wěn)定性和析晶行為,采用微下拉法、坩堝下降法和固相法進行晶體生長探索;微下拉法在全開放體系下進行,組分嚴重揮發(fā),只能得到質(zhì)量不高的晶粒;在半封閉體系下用坩堝下降法進行生長,用石英坩堝獲得了Pb_4(SiO_4)Br_4晶體,用氧化鋁坩堝成功獲得了多塊小晶體Pb_3O_2Br_2,通過原料配比的改變生長出了Pb_9O_4Br_(10)晶體,得到了質(zhì)量不高透明的POBC系列晶體;利用固相法也得到了POB和POBC可以在光學顯微鏡下觀察到的小晶粒。通過對POBC的Rietveld結(jié)構(gòu)精修,得到了POBC系列化合物的晶體結(jié)構(gòu):正交晶系,空間群為Fmm2,沒有對稱中心,晶格常數(shù)隨著Br的含量增加而變大。并測試了Pb_(17)O_8(Cl_(1-x)Br _x)_(18)(x=0-1)系列化合物的傅里葉紅外光譜、拉曼光譜、漫反射光譜和二階非線性光學效應(yīng)。從傅里葉紅外光譜和拉曼光譜中反應(yīng)的振動與結(jié)構(gòu)相符,隨著POBC中Br含量的增加,紅外截止邊長逐漸拓寬,帶隙逐漸減小但高于AgGaS_2,粉末倍頻強度先增大后減小,Pb_(17)O_8(Br_(0.5)Cl_(0.5))_(18)(x=0.5)的強度最高可以達到7倍的KDP,且能實現(xiàn)相位匹配。本文為鹵氧化鉛晶體生長提供了重要的經(jīng)驗和參考價值,對探索新型非線性晶體有著重要意義。
【學位授予單位】：上海應(yīng)用技術(shù)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：O437;O78
【圖文】：

圖 1.1 鹵化物紅外非線性晶體照片F(xiàn)igure 1.1 Photograph of Halide and Oxide Crystals氧化鉛系列晶體PbO-PbBr2二元系化合物氧化鉛是一類重要的無機材料，具有各種潛在和已被發(fā)現(xiàn)的性質(zhì)，如離子7]，發(fā)光[18-19]，光催化[20-21]，高度各向異性的納米材料[22]以及紅外非線性性它們在環(huán)境[23-24]和技術(shù)[25-28]方面具有重要性，也被稱為礦床氧化區(qū)的重要2]，具有重要的研究價值，因此，鹵氧化鉛材料逐漸成為科學家們研究的重論是天然的還是合成的鹵氧化物都表現(xiàn)出令人印象深刻的結(jié)構(gòu)豐富性，這氧化四面體形成不同維數(shù)的單元所致。由于具有立體化學活性 6s2孤電子對高度可極化的鹵素 X-（X=Cl，Br，I）陰離子之間的協(xié)同作用而構(gòu)造了這[33-34]�；U在750℃以下有兩個相，分別是呈紅色棱柱狀的α-PbO和黃色片狀的 具有層狀結(jié)構(gòu)，均不溶于水、乙醇，微溶于稀硝酸。α-PbO 屬于四方晶系

圖 1.2 PbO-PbBr2二元體系相圖Figure 1.2 Phase diagram of PbO-PbBr2systemr2體系的相圖由 L.M.Knowles[36]在 1951年通過熱分析方法首次獻中由于熔體過冷，不良平衡，高冷卻速率，對接觸材料的侵蝕2的揮發(fā)導(dǎo)致的不準確的數(shù)據(jù)，并提出 PbO·PbBr2是非一致熔融一致熔融化合物。后經(jīng)由 Frances W. Lamb[37]在 1953 年通過 X正，文中還提出 PbO-PbBr2體系確定存在的四種化合物 Pb3PbO·PbBr2和 7PbO·PbBr2，且除了 2PbO·PbBr2以外的化合物都r2一元化合物以四種多晶形式存在，每種形式與水反應(yīng)生成相同O。值得一提的是 PbO·PbBr2一元化合物的低溫相 R 相和高溫相相互轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)變溫度約為 300°，而且在一定量的 PbBr2的情況下PbO·PbBr2優(yōu)先以 R 形式結(jié)晶。N 相可以由 Pb2OBr2熔體迅速冷7°）時得到，R 形式則可以從保持在包晶溫度下的 Pb2OBr2熔體冷卻至 300°以下來制備，如果在較高溫度下淬火，則會生成R 形式的組成范圍為 30-40mol%的 PbO，所生成的 PbO·PbBr2的

圖 1.3 多態(tài)的 PbO·PbBr2 熱關(guān)系圖圖 1.3 Polymorphic PbO·PbBr2thermal relationship diagram代末 P. T. DAVIES 等人對氧化鉛-溴化鉛系統(tǒng)中富溴行了 X 射線的研究，樣品的制備方法是氧化鉛與溴化b(OH)Br 的分解。通過單晶 X 射線衍射圖獲得了晶系，空間群 P212121，a=9.7 ，b=12.1 ，c=5.88 ；（，空間群 P4/n 或 P4/nmm，a=12.2 ，c=8.34 ;（c），單斜晶系，C 面中心，a=16.7 ，b=5.92 ，c=20.0的存在以及晶體結(jié)構(gòu)，對于 PbO·PbBr2提出了兩種化過程中還獲得了與 N 相同晶的可能存在的氯化物 6Pb.7 ，b=5.82 ，c=35.3 ）-LotharKeller[38]報道了 TlPb8O4Br9的制備，并對其進究產(chǎn)生以下晶體學數(shù)據(jù)：四方晶系，空間群 P4/n（N ，結(jié)果顯示該化合物與 PbO·PbBr2系統(tǒng)的“R 相”

【相似文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 程淵博;于暉;;群策群力謀發(fā)展 繼往開來展宏圖——功能晶體材料與晶體生長分論壇側(cè)記[J];中國材料進展;2019年10期

2 石景慧;杜娟;;有機銅修飾的八鉬酸銨晶體材料的合成、結(jié)構(gòu)及催化性能[J];吉林師范大學學報(自然科學版);2015年04期

3 崔秀娜;;陶緒堂:創(chuàng)制“中國牌”晶體[J];山東畫報;2018年05期

4 尹璋琦;;時間晶體,把愛保存到宇宙盡頭之后[J];科學大眾(中學生);2017年06期

5 宗毳;毛衛(wèi)民;朱國輝;謝利;;基于晶體學模型估算單相多晶體材料屈服臨界分切應(yīng)力[J];塑性工程學報;2013年06期

6 趙衛(wèi)星;姜紅波;王艷;姜孌;馮國棟;溫普紅;;幾種新型功能晶體材料的研究[J];化學工程師;2011年07期

7 于吉紅;裘式綸;李激揚;徐如人;;多孔晶體材料的分子工程學研究[J];化學通報;2011年11期

8 林政;劉e

本文編號：2805247