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Ba(Al,Ga)BO3F2晶体的生长和表征

2021-11-10王佳诺

科学与生活 2021年17期
关键词:生长

王佳诺

通过在BaAlBO3F2中掺杂Ga,合成了一种新的非线性晶体BaAl1-xGaxBO3F2,BaAl1-xGaxBO3F2体系的粉末X射线衍射图谱显示出与BABF相似的单相样品达到x=0.7。 采用B2O3-LiF-NaF通量系统的中部籽晶溶液生长技术,生长了BaAl1-xGaxBO3F2晶体的单晶,其反应物为氧化铝和氧化镓,配比为0.5:0.5。在BaAl1-xGaxBO3F2晶体的透射光谱中观察到了较宽的透射范围。

1引言

BaAlBO3F2(BABF)作为一种非线性光学晶体具有潜在的应用前景。2002年,胡章贵等人对BABF的晶体结构进行了修改,报道了BABF属于P6的空间群,晶胞参数a=4.8879(6)Å,c=9.403(1)Å,Z=2。2009年,胡章贵等人提出BABF的空间群应该是P2c而不是之前报道的P6。岳银超等人使用LiF–B2O3–NaF系统作为助熔剂获得了大尺寸的BABF晶体。周勇证明了在BABF晶体中高效的紫外(UV)激光产生,并报道了在BABF中实现了三次谐波产生。周勇还对BABF的非线性光学性质进行了研究,认为BABF晶体是一种很有前途的非线性光学材料,特别是在355nm处产生紫外光。

BABF在空间群P2c中结晶,由(001)层角共享的AlO3F2三角形双锥和BO3三角形构成,Ba原子填充12个配位层间位。BaGaBO3F2(BGBF)具有与BABF相似的结构特征,含有GaO3F2三角形双锥和BO3三角形,但BGBF在P63/m的中心对称空间群中结晶,其结构与BABF有很大的不同。受何猛报道的Na+掺杂KABO的启发,本文将Ga和Al阳离子结合,得到了一种新型结构的Ba(Al,Ga)BO3F2化合物,并得到了该化合物的晶体,报道了对Ba(Al,Ga)BO3F2晶体的研究。

2实验

2.1 BaAl1-xGaxBO3F2的合成

以BaF2、Al2O3、Ga2O3和H3BO3为分析纯化合物,以2:(1-x):x:2(0≤x≤1)的摩尔比,通过固相反应合成了BaAl1-xGaxBO3F2多晶样品。将混合料充分混合,在玛瑙砂浆中研磨,在300℃预热约10h,然后在800℃烧结48h,用X射线粉末衍射分析了产品中一系列不同的含Ga3+相。

2.2 BaAl1-xGaxBO3F2晶体的生长

在B2O3-LiF-NaF助熔剂体系中生长了BaAl1-xGaxBO3F2单晶。……

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