專利名稱：硒稼硅銀化合物、硒稼硅銀非線性光學(xué)晶體及制法和用途的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種硒稼硅銀化合物、硒稼硅銀非線性光學(xué)晶體(硒稼硅銀單晶)及該硒稼硅銀單晶的制備方法和該硒稼硅銀單晶用于制作的非線性光學(xué)器件的用途。
背景技術(shù)：
具有非線性光學(xué)效應(yīng)的晶體稱為非線性光學(xué)晶體。這里非線性光學(xué)效應(yīng)是指倍頻、和頻、差頻、參量放大等效應(yīng)。利用晶體的非線性光學(xué)效應(yīng)，可以制成二次諧波發(fā)生器， 上、下頻率轉(zhuǎn)換器，光參量振蕩器等非線性光學(xué)器件。激光器產(chǎn)生的激光可通過非線性光學(xué)器件進(jìn)行頻率轉(zhuǎn)換，從而獲得更多有用波長的激光，使激光器得到更廣泛的應(yīng)用。根據(jù)材料應(yīng)用波段的不同，可以分為紫外光區(qū)、可見和近紅外光區(qū)、以及中紅外光區(qū)非線性光學(xué)材料三大類?？梢姽鈪^(qū)和紫外光區(qū)的非線性光學(xué)晶體材料已經(jīng)能滿足實(shí)際應(yīng)用的要求；如在二倍頻(532nm)晶體中實(shí)用的主要有 KTP (KTiOPO4)、BBO ( β-BaB2O4)、LBO (LiB3O5)晶體； 在三倍頻(355nm)晶體中實(shí)用的有BBO、LBO、CBO(CsB3O5)可供選擇。而紅外波段的非線性晶體發(fā)展比較慢；紅外光區(qū)的材料大多是ABC2型的黃銅礦結(jié)構(gòu)半導(dǎo)體材料，如AgGaA (Q = S，Se, Te)，現(xiàn)有紅外非線性晶體存在的問題包括光損傷閾值太低、晶體生長困難和對Iym 左右的激光的雙光子吸收等問題，直接影響了實(shí)際使用。紅外波段非線性光學(xué)晶體在光電子領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用，例如它可以通過光參量振蕩或光參量放大等手段將近紅外波段的激光(如1.064μπι)延伸到中遠(yuǎn)紅外區(qū)；也可以對中紅外光區(qū)的重要激光(如CO2激光， 10.6ym)進(jìn)行倍頻，這對于獲得波長連續(xù)可調(diào)的激光具有重要意義。因此尋找優(yōu)良性能的新型紅外非線性光學(xué)晶體材料已成為當(dāng)前非線性光學(xué)材料研究領(lǐng)域的難點(diǎn)和前沿方向之
ο

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供硒稼硅銀化合物，其化學(xué)式為A&_xGii4_xSixSe8，其中0. 85 < χ < 1. 15。本發(fā)明另一目的在于提供一種硒稼硅銀非線性光學(xué)晶體，其化學(xué)式為 Aghfe^—xSiJes，其中 0. 85 < χ < 1. 15。本發(fā)明再一目的在于提供該硒稼硅銀非線性光學(xué)晶體的制備方法。本發(fā)明還有一個目的在于提供該硒稼硅銀非線性光學(xué)晶體的用途。本發(fā)明的技術(shù)方案如下本發(fā)明提供的硒稼硅銀化合物，其化學(xué)式Ag4_xGa4_xSixSe8，其中0. 85 < χ < 1. 15。本發(fā)明提供的硒稼硅銀化合物的固相反應(yīng)制備方法，其步驟如下將含Ag物質(zhì)、含( 物質(zhì)、含Si物質(zhì)和單質(zhì)k按照摩爾比Ag Ga Si Se = (4-x) (4-x) χ 8的比例配料并混合均勻后，加熱至600-750°C進(jìn)行加熱固相反應(yīng)， 其中0. 85 < χ < 1. 15 ；所述含Ag物質(zhì)為單質(zhì)銀、硒化銀或硒稼銀；所述( 物質(zhì)為單質(zhì)稼、 三硒化二稼或硒稼銀所述Si物質(zhì)為單質(zhì)硅或二硒化硅。
所述的加熱固相反應(yīng)步驟是將上述含Ag物質(zhì)、含( 物質(zhì)、含Si物質(zhì)和單質(zhì)％ 配料研磨之后裝入石英管中，對石英管抽真空至10_3pa并進(jìn)行熔化封裝，放入馬弗爐中，以 10-500C /小時的速率升溫至600-750°C，恒溫48-72小時，待冷卻后取出樣品；對取出的樣品重新研磨混勻再置于石英管中抽真空至10_3pa并進(jìn)行再熔化封裝，再放入馬弗爐內(nèi)升溫至600-750°C燒結(jié)M-48小時；將樣品取出，并搗碎研磨得粉末狀硒稼硅銀化合物。所述硒稼硅銀化合物可按下述化學(xué)反應(yīng)式制備(1) (4-X) Ag+ (4-x) Ga+xSi+8Se = AAg4_xGa4_xSixSe8 ；(2) (4-x)AgGaSe2+xSiSe2 = Ag4_xGa4_xSixSe8 ；(3) (4-x)Ag2Se+ (4-χ) Ga2Se3+2xSiSe2 = 2Ag4_xGa4_xSixSi58。本發(fā)明提供的硒稼硅銀化合物的氣相傳輸制備方法，還可為如下步驟按照摩爾比Ag Ga Si Se= (4-χ) (4-χ) χ 8 稱取單質(zhì) Ag、單質(zhì) feu 單質(zhì)Si和單質(zhì)Se，將所述單質(zhì)Ag、單質(zhì)( 和單質(zhì)Si均勻混合后放在石英管的一端，將所述單質(zhì)％放在石英管的另一端；將石英管抽真空密封后放入水平合成爐中，使放置單質(zhì)％ 的一端位于水平合成爐的低溫區(qū)，放置單質(zhì)Ag、單質(zhì)( 和單質(zhì)Si混合物的一端在水平合成爐的高溫區(qū)；升溫使低溫區(qū)溫度為300-400°C，高溫區(qū)溫度為600-800°C，保溫至少3小時， 再降至室溫，得到Ag4_xGa4_xSixSe8化合物，其中0. 85 < χ < 1. 15。本發(fā)明提供的硒稼硅銀非線性光學(xué)晶體，其特征在于，其不具備對稱中心，屬四方晶系，空間群為Ii 2d，其晶胞參數(shù)為a = b = 5.9079 (8) A,c = 10. 463(2) Α, α = β = Y = 90°。本發(fā)明提供的硒稼硅銀非線性光學(xué)晶體的一種制備方法，其為高溫熔體自發(fā)結(jié)晶法生長硒稼硅銀非線性光學(xué)晶體，其步驟為將粉末狀硒稼硅銀化合物加熱至熔化得高溫熔液并保持M-96小時后，以0. 1-10°C/小時的降溫速率降溫至室溫，得到紅色透明的硒稼硅銀晶體。本發(fā)明提供的硒稼硅銀非線性光學(xué)晶體的另一種制備方法，其可為坩堝下降法生長硒稼硅銀非線性光學(xué)晶體，其步驟如下將硒稼硅銀化合物放入晶體生長裝置中，緩慢升溫至原料熔化，待原料完全熔化后，晶體生長裝置以0. Ol-lOmm/h的速度垂直下降，在晶體生長裝置下降過程中進(jìn)行硒稼硅銀非線性光學(xué)晶體生長，其生長周期為5-40天。上述制備方法中的粉末狀硒稼硅銀化合物可采用下述兩種方法制備一、采用加熱固相反應(yīng)法制備粉末狀硒稼硅銀化合物，其步驟如下將含Ag物質(zhì)、含( 物質(zhì)、含Si物質(zhì)和單質(zhì)k按照摩爾比Ag Ga Si Se = (4-x) (4-x) χ 8的比例配料并混合均勻后，加熱至600-750°C進(jìn)行加熱固相反應(yīng)， 其中0. 85 < χ < 1. 15 ；所述含Ag物質(zhì)為單質(zhì)銀、硒化銀或硒稼銀；所述( 物質(zhì)為單質(zhì)稼、 三硒化二稼或硒稼銀所述Si物質(zhì)為單質(zhì)硅或二硒化硅。所述的加熱固相反應(yīng)步驟是上述含Ag物質(zhì)、含( 物質(zhì)、含Si物質(zhì)和單質(zhì)％配料研磨之后裝入石英管中，對石英管抽真空至10_3pa并進(jìn)行熔化封裝，放入馬弗爐中，以 10-500C /小時的速率升溫至600-750°C，恒溫48-72小時，待冷卻后取出樣品；對取出的樣品重新研磨混勻再置于石英管中抽真空至10_3pa并進(jìn)行再熔化封裝，再放入馬弗爐內(nèi)升溫至600-750°C燒結(jié)M-48小時；將樣品取出，并搗碎研磨得粉末狀硒稼硅銀化合物。所述硒稼硅銀化合物可按下述化學(xué)反應(yīng)式制備
(1) (4-x) Ag+ (4-x) Ga+xSi+8Se = AAg4_xGa4_xSixSe8 ；(2) (4-x)AgGaSe2+xSiSe2 = Ag4_xGa4_xSixSe8 ；(3) (4-x)Ag2Se+ (4-x) Ga2Se3+2xSiSe2 = 2Ag4_xGa4_xSixSi58。二、采用氣相傳輸法制備粉末狀硒稼硅銀化合物其步驟如下按照摩爾比Ag Ga Si Se= (4-χ) (4-χ) χ 8 稱取單質(zhì) Ag、單質(zhì) feu 單質(zhì)Si和單質(zhì)Se，將所述單質(zhì)Ag、單質(zhì)( 和單質(zhì)Si均勻混合后放在石英管的一端，將所述單質(zhì)％放在石英管的另一端；將石英管抽真空密封后放入水平合成爐中，使放置單質(zhì)％ 的一端位于水平合成爐的低溫區(qū)，放置單質(zhì)Ag、單質(zhì)( 和單質(zhì)Si混合物的一端在水平合成爐的高溫區(qū)；升溫使低溫區(qū)溫度為300-400°C，高溫區(qū)溫度為600-800°C，保溫至少3小時， 再降至室溫，得到Ag4_xGa4_xSixSe8化合物，其中0. 85 < χ < 1. 15。采用上述兩種方法均可獲得尺寸為毫米級的硒稼硅銀非線性光學(xué)晶體；使用大尺寸坩堝，并延長生長期，則可獲得相應(yīng)較大尺寸硒稼硅銀非線性光學(xué)晶體。根據(jù)晶體的結(jié)晶學(xué)數(shù)據(jù)，將晶體毛坯定向，按所需角度、厚度和截面尺寸切割晶體，將晶體通光面拋光，即可作為非線性光學(xué)器件使用，該硒稼硅銀非線性光學(xué)晶體具有物理化學(xué)性能穩(wěn)定，硬度較大，機(jī)械性能好，不易碎裂，不易潮解，易于加工和保存等優(yōu)點(diǎn)；所以本發(fā)明還進(jìn)一步提供硒稼硅銀非線性光學(xué)晶體的用途，該硒稼硅銀非線性光學(xué)晶體用于制備非線性光學(xué)器件，該非線性光學(xué)器件包含將至少一束入射電磁輻射通過至少一塊該硒稼硅銀非線性光學(xué)晶體后產(chǎn)生至少一束頻率不同于入射電磁輻射的輸出輻射的裝置。本發(fā)明提供的硒稼硅銀非線性光學(xué)晶體的用途該硒稼硅銀非線性光學(xué)晶體用于制備非線性光學(xué)器件，所制備的非線性光學(xué)器件包含將至少一束入射電磁輻射通過至少一塊該硒稼硅銀非線性光學(xué)晶體后產(chǎn)生至少一束頻率不同于入射電磁輻射的輸出輻射的裝置。本發(fā)明的硒稼硅銀化合物、該化合物的非線性光學(xué)晶體及其制備方法和用途具有如下效果在該硒稼硅銀非線性光學(xué)晶體的生長中晶體易長大且透明無包裹，具有生長速度較快，成本低，容易獲得較大尺寸晶體等優(yōu)點(diǎn)；所獲得的硒稼硅銀非線性光學(xué)晶體具有比較寬的透光波段，硬度較大，機(jī)械性能好，不易碎裂和潮解，易于加工和保存等優(yōu)點(diǎn)；該硒稼硅銀非線性光學(xué)晶體可用于制作非線性光學(xué)器件。


圖1是采用本發(fā)明硒稼硅銀非線性光學(xué)晶體制成的一種典型的非線性光學(xué)器件的工作原理圖，其中1是激光器，2是入射激光束，3是經(jīng)晶體后處理及光學(xué)加工后的硒稼硅銀非線性光學(xué)晶體，4是所產(chǎn)生的出射激光束，5是濾波片。圖2是硒稼硅銀非線性光學(xué)晶體的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1，制備粉末狀硒稼硅銀化合物A&_xGa4_xSixS% (χ = 1)采用G-xMgGaSeJxSiSh = Ag4_xGa4_xSixSe8反應(yīng)式用固相反應(yīng)法制備硒稼硅銀化合物；
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上述原料中所含Ag、feu SiJe的摩爾比=3 :3:1:8所述AgGaSe2 為 10. 065 克，所述 SiSe3 為 1. 86 克；即 AgGak2 SiSe2 = 0. 03mol 0. Olmol ；其具體操作步驟是，在手套箱中按上述劑量分別稱取試劑，將它們放入研缽中，混合并仔細(xì)研磨，然后裝入Φ 12mmX20mm的石英管中，抽真空至10_3pa后用氫氧焰將石英管熔化封裝，放入馬弗爐中，緩慢升至700°C，其升溫速率為50°C /小時，恒溫48小時，待冷卻后取出，此時樣品較疏松，取出樣品重新研磨混勻，再置于石英管中抽真空封裝，在馬弗爐內(nèi)于700°C燒48小時，這時樣品收縮成塊；此時，將其取出，放入研缽中搗碎研磨得粉末狀硒稼硅銀化合物產(chǎn)品。實(shí)施例2，制備粉末狀硒稼硅銀化合物A&_xGa4_xSixSi58 (χ = 1. 10)采用(4-x)Ag+ (4-x) Ga+xSi+8Se = Ag4_xGa4_xSixSe8 反應(yīng)式用固相反應(yīng)法制備硒稼硅銀化合物；上述原料中所含Ag、feu Si Je的摩爾比=2. 9 2. 9 1. 1 8所述Ag為2. 656克，所述( 為1. 717克，Si為0. 262克，Se為5. 365克，艮P Ag Ga Si Se = 0. 029mol 0. 029mol 0. Ollmol 0. 08mol ；其具體操作步驟是，在手套箱中按上述劑量分別稱取試劑，將它們放入研缽中，混合并仔細(xì)研磨，然后裝入Φ 12mmX20mm的石英管中，抽真空至10_3pa后用火焰將石英管熔化封裝，放入馬弗爐中，緩慢升至750°C，其升溫速率為10°C/小時，恒溫72小時，待冷卻后取出，此時樣品較疏松，取出樣品重新研磨混勻，再置于石英管中抽真空封裝，在馬弗爐內(nèi)于600°C燒結(jié)M小時，這時樣品收縮成塊；此時，將其取出，放入研缽中搗碎研磨得制備粉末狀硒稼硅銀化合物產(chǎn)品。實(shí)施例3，制備粉末狀硒稼硅銀化合物A&_xGa4_xSixSi58 (χ = 0. 9)采用(4-x)Ag2Se+ (4-x) Ga2Se3+2xSiSe2 = 2Ag4_xGa4_xSixSe8 反應(yīng)式用固相反應(yīng)法制備硒稼硅銀化合物；上述原料中所含Ag、feu Si Je的摩爾比=3. 1 3. 1 0. 9 8所述A&Se 為 4.568 克，所述(^a2Sii3 為 5.833 克，SiS^ 為 1.674 克，艮P Ag2Se Ga2Se3 SiSe2 = 0. 0155mol 0. 0155mol 0. 009mol ；其具體操作步驟是，在手套箱中按上述劑量分別稱取試劑，將它們放入研缽中，混合并仔細(xì)研磨，然后裝入Φ 12mmX20mm的石英管中，抽真空至10_3pa后用火焰將石英管熔化封裝，放入馬弗爐中，緩慢升至600°C，其升溫速率為20°C /小時，恒溫48小時，待冷卻后取出，此時樣品較疏松，取出樣品重新研磨混勻，再置于石英管中抽真空封裝，在馬弗爐內(nèi)于750°C燒結(jié)48小時，這時樣品收縮成塊；此時，將其取出，放入研缽中搗碎研磨得制備粉末狀硒稼硅銀化合物產(chǎn)品實(shí)施例4，氣相傳輸法制備粉末狀硒稼硅銀化合物A&_xGa4_xSixSi38 (χ = 1)選擇高純度的單質(zhì)Ag、Ga、Si、k按照G-x) (4-χ) χ 8的摩爾比定量； 所述Ag為2. 714克，所述( 為1. 754克，所述Si為0. 236克，所述k為5. 297克，即 Ag Ga Si Se = 0. 03mol 0. 03mol 0. Olmol 0. 08mol ；將所述單質(zhì) Ag、Ga 禾口 Si混合放在石英管的一端，所述單質(zhì)義放在石英管的另一端；將石英管抽真空密封后放入水平合成爐中，使放置單質(zhì)％的一端位于水平合成爐的低溫區(qū)，放置單質(zhì)Ag、fe和Si混合物的一端在水平合成爐的高溫區(qū)；升溫使低溫區(qū)溫度為400°C，高溫區(qū)溫度為600°C，保溫3 小時以上，再降至室溫，得到粉末狀硒稼硅銀化合物產(chǎn)品。實(shí)施例5，采用高溫熔體自發(fā)結(jié)晶法制備硒稼硅銀晶體將實(shí)施例1、2、3或4中得到的硒稼硅銀粉末裝入Φ12πιπιΧ20πιπι的石英玻璃管中，
抽真空至10_3帕后，用氫氧焰封裝后置于管式生長爐中，緩慢升至850°C使原料完全熔化， 恒溫72小時，以l°C/h的速率緩慢降溫至室溫，關(guān)閉管式生長爐；待石英管冷卻后切開，可得到紅色透明的硒稼硅銀晶體。實(shí)施例6，采用坩堝下降法制備硒稼硅銀晶體將實(shí)施例1、2、3或4中得到的硒稼硅銀粉末裝入Φ20πιπιΧ30πιπι的石英玻璃管中， 抽真空至10_3帕后，用氫氧焰封裝后置于晶體生長爐中，緩慢升至850°C使原料完全熔化后，生長裝置以0. Ol-IOmm/小時的速度垂直下降，生長周期為5_20天；晶體生長結(jié)束后，生長裝置用20小時降至室溫，得到紅色透明的硒稼硅銀晶體。經(jīng)測試，上述實(shí)施例5和6所制備的硒稼硅銀非線性光學(xué)晶體屬四方晶系，空間群為Ii2d,其晶胞參數(shù)為a = b = 5.9079 (8) A，c = 10.463 (2) Α，α = β = Y = 90 ；具有倍頻效應(yīng)；圖2是該硒稼硅銀非線性光學(xué)晶體的結(jié)構(gòu)示意圖。實(shí)施例7，將實(shí)施例6所得的硒稼硅銀晶體作透過光譜測定，該晶體在0. 61 μ m-18 μ m波長范圍內(nèi)透明；不易碎裂，易于切割、拋光加工和保存，不潮解；將實(shí)施例6所得的硒稼硅銀晶體放在附圖1所示裝置標(biāo)號為3的位置處，在室溫下，用HCKYAG激光器作光源，入射波長為 2090nm的紅外光，輸出波長為1045nm的激光輸出，激光強(qiáng)度與AgGaSii2相當(dāng)。附圖1是采用本發(fā)明硒稼硅銀非線性光學(xué)晶體制成的一種典型的非線性光學(xué)器件的工作原理圖，其中1是激光器，2是入射激光束，3是經(jīng)晶體后處理及光學(xué)加工后的硒稼硅銀非線性光學(xué)晶體，4是所產(chǎn)生的出射激光束，5是濾波片；由激光器1發(fā)出入射激光束2 射入硒稼硅銀單晶體3，所產(chǎn)生的出射激光束4通過濾波片5，而獲得所需要的激光束；使用本發(fā)明的硒稼硅銀非線性光學(xué)晶體制作的器件可以是倍頻發(fā)生器，上、下頻率轉(zhuǎn)換器，光參量振蕩器等。激光器1可以是摻锪釔鋁石榴石(HckYAG)激光器或其它激光器，對使用Ho:YAG激光器作光源的倍頻器件來說，入射光束2是波長為2090nm的紅外光， 通過硒稼硅銀非線性光學(xué)晶體產(chǎn)生波長為1045nm的倍頻光，出射光束4含有波長為2090nm 的基頻光和1045nm的倍頻光，濾波片5的作用是濾去基頻光成分，只允許倍頻光通過。
權(quán)利要求
1.一種硒稼硅銀化合物，其化學(xué)式Ag4_xGa4_xSixSi58，其中0.85 < χ < 1. 15。
2.—種權(quán)利要求1所述硒稼硅銀化合物的固相反應(yīng)制備方法，其步驟如下將含Ag物質(zhì)、含( 物質(zhì)、含Si物質(zhì)和單質(zhì)％按照摩爾比Ag Ga Si Se = (4-x) (4-x) χ 8的比例配料并混合均勻后，加熱至600-750°C進(jìn)行加熱固相反應(yīng)， 其中0. 85 < χ < 1. 15 ；所述含Ag物質(zhì)為單質(zhì)銀、硒化銀或硒稼銀；所述( 物質(zhì)為單質(zhì)稼、 三硒化二稼或硒稼銀所述Si物質(zhì)為單質(zhì)硅或二硒化硅。
3.按權(quán)利要求2所述硒稼硅銀化合物的制備方法，其特征在于，所述的加熱固相反應(yīng)步驟是將上述含Ag物質(zhì)、含( 物質(zhì)、含Si物質(zhì)和單質(zhì)％配料研磨之后裝入石英管中， 對石英管抽真空至10_3pa并進(jìn)行熔化封裝，放入馬弗爐中，以10-50°C /小時的速率升溫至 600-750°C，恒溫48-72小時，待冷卻后取出樣品；對取出的樣品重新研磨混勻再置于石英管中抽真空至10_3pa并進(jìn)行再熔化封裝，再放入馬弗爐內(nèi)升溫至600-750°C燒結(jié)M-48小時；將樣品取出，并搗碎研磨得粉末狀硒稼硅銀化合物。
4.一種權(quán)利要求1所述硒稼硅銀化合物的氣相傳輸制備方法，其步驟如下按照摩爾比Ag Ga Si Se = (4-χ) (4-χ) χ 8稱取單質(zhì)Ag、單質(zhì)fei、單質(zhì)Si和單質(zhì)％，將所述單質(zhì)Ag、單質(zhì)( 和單質(zhì)Si均勻混合后放在石英管的一端，將所述單質(zhì)％放在石英管的另一端；將石英管抽真空密封后放入水平合成爐中，使放置單質(zhì)％的一端位于水平合成爐的低溫區(qū)，放置單質(zhì)Ag、單質(zhì)( 和單質(zhì)Si混合物的一端在水平合成爐的高溫區(qū)；升溫使低溫區(qū)溫度為300-400°C，高溫區(qū)溫度為600-800°C，保溫至少3小時，再降至室溫，得到Ag4_xGa4_xSixSe8化合物，其中0. 85 < χ < 1. 15。
5.一種權(quán)利要求1所述的硒稼硅銀非線性光學(xué)晶體，其特征在于，其不具備對稱中心， 屬四方晶系，空間群為I^2d，其晶胞參數(shù)為a = b = 5.9079 (8) A，c = 10. 463 (2) Α, α =β = Y = 90°。
6.一種權(quán)利要求5所述硒稼硅銀非線性光學(xué)晶體的制備方法，其為高溫熔體自發(fā)結(jié)晶法生長硒稼硅銀非線性光學(xué)晶體，其步驟為將粉末狀硒稼硅銀化合物加熱至熔化得高溫熔液并保持M-96小時后，以0. I-IO0C / 小時的降溫速率降溫至室溫，得到紅色透明的硒稼硅銀晶體。
7.按權(quán)利要求6所述硒稼硅銀非線性光學(xué)晶體的制備方法，其特征在于，所述粉末狀硒稼硅銀化合物采用加熱固相反應(yīng)法制備，其步驟如下將含Ag物質(zhì)、含( 物質(zhì)、含Si物質(zhì)和單質(zhì)％按照摩爾比Ag Ga Si Se = (4-x) (4-x) χ 8的比例配料并混合均勻后，加熱至600-750°C進(jìn)行加熱固相反應(yīng)， 其中0. 85 < χ < 1. 15 ；所述含Ag物質(zhì)為單質(zhì)銀、硒化銀或硒稼銀；所述( 物質(zhì)為單質(zhì)稼、 三硒化二稼或硒稼銀所述Si物質(zhì)為單質(zhì)硅或二硒化硅。
8.按權(quán)利要求7所述硒稼硅銀非線性光學(xué)晶體的制備方法，其特征在于，所述的加熱固相反應(yīng)步驟是將上述含Ag物質(zhì)、含( 物質(zhì)、含Si物質(zhì)和單質(zhì)％配料研磨之后裝入石英管中，對石英管抽真空至10_3pa并進(jìn)行熔化封裝，放入馬弗爐中，以10-50°C /小時的速率升溫至600-750°C，恒溫48-72小時，待冷卻后取出樣品；對取出的樣品重新研磨混勻再置于石英管中抽真空至10_3pa并進(jìn)行再熔化封裝，再放入馬弗爐內(nèi)升溫至600-750°C燒結(jié) 24-48小時；將樣品取出，并搗碎研磨得粉末狀硒稼硅銀化合物。
9.按權(quán)利要求6所述硒稼硅銀非線性光學(xué)晶體的制備方法，其特征在于，所述粉末狀硒稼硅銀化合物采用氣相傳輸法制備，其步驟如下按照摩爾比Ag Ga Si Se = (4-χ) (4-χ) χ 8稱取單質(zhì)Ag、單質(zhì)fei、單質(zhì)Si和單質(zhì)％，將所述單質(zhì)Ag、單質(zhì)( 和單質(zhì)Si均勻混合后放在石英管的一端，將所述單質(zhì)義放在石英管的另一端；將石英管抽真空密封后放入水平合成爐中，使放置單質(zhì)義的一端位于水平合成爐的低溫區(qū)，放置單質(zhì)Ag、單質(zhì)( 和單質(zhì)Si混合物的一端在水平合成爐的高溫區(qū)；升溫使低溫區(qū)溫度為300-400°C，高溫區(qū)溫度為600-800°C，保溫至少3小時，再降至室溫，得到Ag4_xGa4_xSixSe8化合物，其中0. 85 < χ < 1. 15。
10.一種權(quán)利要求5所述硒稼硅銀非線性光學(xué)晶體的制備方法，其為坩堝下降法生長硒稼硅銀非線性光學(xué)晶體，其步驟如下將硒稼硅銀化合物放入晶體生長裝置中，緩慢升溫至原料熔化，待原料完全熔化后，晶體生長裝置以0. Ol-lOmm/h的速度垂直下降，在晶體生長裝置下降過程中進(jìn)行硒稼硅銀非線性光學(xué)晶體生長，其生長周期為5-40天，之后降溫至室溫得硒稼硅銀非線性光學(xué)晶體。
11.一種權(quán)利要求5所述的硒稼硅銀非線性光學(xué)晶體的用途，其特征在于，該硒稼硅銀非線性光學(xué)晶體用于制備非線性光學(xué)器件，所制備的非線性光學(xué)器件包含將至少一束入射電磁輻射通過至少一塊該硒稼硅銀非線性光學(xué)晶體后產(chǎn)生至少一束頻率不同于入射電磁輻射的輸出輻射的裝置。
全文摘要
本發(fā)明涉及硒稼硅銀化合物、硒稼硅銀非線性光學(xué)晶體及制法和用途；該硒稼硅銀化合物及晶體的化學(xué)式Ag4-xGa4-xSixSe8，0.85＜x＜1.15；可采用固相反應(yīng)或氣相傳輸法制備硒稼硅銀化合物；采用高溫熔體自發(fā)結(jié)晶法或坩堝下降等法生長硒稼硅銀非線性光學(xué)晶體；所得硒稼硅銀非線性光學(xué)晶體具有比較寬的透光波段，硬度較大，機(jī)械性能好，不易碎裂和潮解，易于加工和保存等優(yōu)點(diǎn)；可用于制備非線性光學(xué)器件；所制備的非線性光學(xué)器件包含將至少一束入射電磁輻射通過至少一塊該硒稼硅銀非線性光學(xué)晶體后產(chǎn)生至少一束頻率不同于入射電磁輻射的輸出輻射的裝置。
文檔編號C30B11/00GK102453960SQ201010528888
公開日2012年5月16日 申請日期2010年10月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月28日
發(fā)明者傅佩珍, 吳以成, 姚吉勇, 尹文龍, 梅大江 申請人:中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所