碱土金属氟硼酸盐化合物,其晶体、制备方法和用途

• 摘要：

  本发明涉及一种新型光电子功能材料及生长方法和用途,特别是涉及一种碱土金属氟硼酸盐化合物,其晶体、制备方法和用途.本发明提供了化学式为CaB5O7F3和SrB5O7F3的两个碱土金属氟硼酸盐化合物,该系列化合物的非线性光学晶体及其制备方法和用途.本发明的CaB5O7F3和SrB5O7F3晶体能够实现Nd:YAG(λ＝1.064μm)的2倍频,并且,可以预测CaB5O7F3和SrB5O7F3能够用于Nd:YAG的3倍频、4倍频、5倍频、6倍频的谐波发生器,甚至用于产生比200nm更短的谐波光输出.并且,所得到的CaB5O7F3和SrB5O7F3单晶无色透明,不潮解,化学稳定性好.可以预见,CaB5O7F3和SrB5O7F3将在各种非线性光学领域中获得广泛应用,并将开拓深紫外波段的非线性光学应用.

• 专利类型：

  发明专利

• 申请/专利号：

  CN201810045981.X

• 申请日期：

  2018.01.17

• 公开/公告号：

  CN110042465A

• 公开/公告日：

  2019-07-23

• 发明人：

  叶宁 罗敏

• 申请人：

  中国科学院福建物质结构研究所

• 主分类号：

  C30B29/10(2006.01),C,C30,C30B,C30B29

• 分类号：

  C30B29/10(2006.01),C30B7/10(2006.01),C01B35/18(2006.01),G02F1/355(2006.01),C,G,C30,C01,G02,C30B,C01B,G02F,C30B29,C30B7,C01B35,G02F1,C30B29/10,C30B7/10,C01B35/18,G02F1/355

• 主权项：

  1.一种碱土金属氟硼酸盐化合物,其化学式为MB5O7F3,其中M可以为Ca或Sr; 优选地,所述化合物可以为非线性光学晶体形式. 2.如权利要求1所述的化合物,其为CaB5O7F3非线性光学晶体,所述晶体具有基本上如图3所示的X射线粉末衍射图谱; 或者所述CaB5O7F3非线性光学晶体不具有对称中心,属于正交晶系,空间群为Cmc2(1),晶胞参数为α＝β＝γ＝90°,Z＝4;单胞体积为 3.如权利要求1所述的化合物,其为SrB5O7F3非线性光学晶体,所述晶体具有基本上如图4所示的X射线粉末衍射图谱; 或者所述SrB5O7F3非线性光学晶体不具有对称中心,属于正交晶系,空间群为Cmc2(1),晶胞参数为α＝β＝γ＝90°,Z＝4;单胞体积为 4.根据权利要求1-3任一项所述化合物的制备方法,其特征在于,包括将MF2与C2H7BF3N和H3BO3进行反应,得到碱土金属氟硼酸盐;其中,M具有权利要求1-3任一项所述的定义. 5.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于,所述MF2、C2H7BF3N和H3BO3的摩尔比可以为1:(0.5-1.5):(3-5),优选为1:1:4; 所述反应可以在加热条件下进行,所述加热的温度可以为240-300℃,例如270℃;例如,所述反应可以在水热釜中进行;可以使用马弗炉对反应进行加热; 所述反应的时间可以为3-10天,例如5-7天. 6.根据权利要求4或5所述的制备方法,其特征在于,以MF2、C2H7BF3N、H3BO3为原料,将上述原料按摩尔比MF2:C2H7BF3N:H3BO3＝1:1:4混合均匀放入聚四氟乙烯内胆中,并装入水热釜中,然后放置于马弗炉中,升温至270℃,恒温5-7天后,然后按每小时3-5℃的速率降温至50℃,关闭炉子;待样品冷却至室温后,洗净,即获得碱土金属氟硼酸盐非线性光学晶体; 优选地,洗净使用的溶剂为水、乙醇或其混合物,例如可以采用上述溶剂分多次进行洗净. 7.权利要求1-3任一项所述化合物的用途,其用于激光器激光输出的频率变换; 或者,其用于对波长为1.064μm的激光光束产生2-10倍,如2、3、4、5或6倍频的谐波光输出. 8.权利要求1-3任一项所述化合物的用途,其用于产生波长低于200nm的谐波光输出; 或者,其用于紫外区的谐波发生器,光参量与放大器件及光波导器件. 9.权利要求1-3任一项所述化合物的用途,其用于从红外到紫外区的光参量与放大器件. 10.一种紫外区的谐波发生器,光参量与放大器件及光波导器件,其包含权利要求1-3任一项所述的化合物.