[发明专利]一种具有1-3微米超宽带发光的含铋晶体及其制备方法

权利要求书

1.一种具有1-3微米超宽带发光的含铋晶体，其特征在于，含有Bi₅³⁺团簇离子的卤化物晶体。

2.根据权利要求1所述的具有1-3微米超宽带发光的含铋晶体，其特征在于，所述含有Bi₅³⁺团簇离子的卤化物晶体为Bi₅(GaCl₄)₃、Bi₅(AlCl₄)₃、Bi₅(AsF₆)₃S₂O₄中的任意一种。

3.一种具有1-3微米超宽带发光的含铋晶体的制备方法，其特征在于，在无水无氧条件下采用熔体法制备Bi₅³⁺团簇离子的卤化物晶体。

4.根据权利要求3所述的具有1-3微米超宽带发光的含铋晶体的制备方法，其特征在于，所述Bi₅³⁺团簇离子的卤化物晶体为Bi₅(GaCl₄)₃。

5.根据权利要求3所述的具有1-3微米超宽带发光的含铋晶体的制备方法，其特征在于，所述Bi₅³⁺团簇离子的卤化物晶体为Bi₅(AlCl₄)₃。

6.根据权利要求3所述的具有1-3微米超宽带发光的含铋晶体的制备方法，其特征在于，所述Bi₅³⁺团簇离子的卤化物晶体为Bi₅(AsF₆)₃S₂O₄。

7.根据权利要求4所述的具有1-3微米超宽带发光的含铋晶体的制备方法，其特征在于，所述Bi₅(GaCl₄)₃按以下步骤制备：

(1)选取高纯铋粉、三氯化铋、三氯化镓、苯作为原料，原料之间摩尔比控制为高纯铋粉∶三氯化铋∶三氯化镓∶苯＝(0.01～20)∶(0～3)∶(1～100)∶(0～500)；

(2)在手套箱中，将苯倒入石英管，以苯为溶剂，先按步骤(1)所述的比例加入三氯化镓并使其溶于苯，再按步骤(1)所述的比例加入高纯铋粉、三氯化铋，混匀后形成熔体，抽真空后将石英管用氢氧焰密封，在温度为77～673K的条件下，反应2个小时以上。

8.根据权利要求5所述的具有1-3微米超宽带发光的含铋晶体的制备方法，其特征在于，所述Bi₅(AlCl₄)₃按以下步骤制备：

(1)选取高纯铋粉、三氯化铋、氯化1-丁基-3-甲基咪唑及氯化铝作为反应原料；

(2)在手套箱中，室温下将氯化1-丁基-3-甲基咪唑与氯化铝按(1～3)∶(0.5～2)的摩尔比配成熔体，并放入石英管中；

(3)在手套箱中，按高纯铋粉∶三氯化铋∶氯化铝＝(1～5)∶(0.5～2)∶(1～8)的摩尔比依次加入三氯化铋、高纯铋粉制得反应熔体，抽真空后将石英管用氢氧焰密封；在温度为298～323K的条件下，反应3周以上。

9.根据权利要求5所述的具有1-3微米超宽带发光的含铋晶体的制备方法，其特征在于，所述Bi₅(AlCl₄)₃按以下步骤制备：

(1)选取高纯铋粉、三氯化铋、氯化钠及氯化铝作为反应原料；

(2)在手套箱中，室温下将氯化铝∶氯化钠＝(1～3)∶(0.5～2)的摩尔比配成熔体，并放入石英管中；

(3)在手套箱中，按高纯铋粉∶三氯化铋∶氯化铝＝(1～4)∶(0.5～3)∶(1.5～9)的摩尔比依次加入三氯化铋、高纯铋粉制得反应熔体，抽真空后将石英管用氢氧焰密封；在温度为373～633K的条件下，反应2周以上。

10.根据权利要求6所述的具有1-3微米超宽带发光的含铋晶体的制备方法，其特征在于，所述Bi₅(AsF₆)₃S₂O₄按以下步骤制备：

(1)选取高纯铋粉、五氟化砷及二氧化硫为原料；

(2)在手套箱中，将10～100ml二氧化硫冷却至77K成为液体，并放入石英管中；

(3)在手套箱中，按高纯铋粉∶五氟化砷＝(1～11)∶(1～10)的摩尔比依次加入五氟化砷、高纯铋粉制得反应熔体；在温度为77-298K的条件下，反应3天以上。