[发明专利]非线性光学晶体硫化磷镓银及其制备和用途

说明书

本发明涉及一种无机化合物、其制备方法及用途，该无机化合物的化学式为AgGa₂PS₆，属单斜晶系，空间群为Cc，单胞参数为α＝γ＝90°，β＝106.5～108.5°，Z＝4。该无机化合物采用真空高温固相法制备，其粉末倍频(SHG)系数为AgGaS₂(AGS)的1倍。

技术领域

本发明涉及一种新型非线性光学晶体硫化磷镓银、及其制备和作为非线性光学晶体的用途，属于非线性光学材料及其合成。

背景技术

红外非线性光学(IR-NLO)晶体是重要的光电信息功能材料，在激光频率转换、远程通讯，无创医疗诊断、环境监测及激光制导等领域都有广泛的应用，成为高新技术不可或缺的关键材料。从结构-性能的关系角度深刻认识并开发红外非线性光学(IR-NLO)晶体材料一直是NLO领域的难点和热点。根据阴离子基团理论，平面三角形结构单元是较理想的结构基元，其具有大的双折射率和极化率，能够有效提高非心结构的形成以及相位匹配的概率，如被誉为“中国牌”晶体的紫外NLO晶体β-BaB₂O₄(BBO)和LiB₃O₅(LBO)，和深紫外NLO晶体KBe₂BO₃F₂(KBBF)。但是这些晶体不能应用在红外领域。利用同主族元素Q(Q＝S或Se)，取代硼氧基团中的O原子，可以产生具有类似平面构型的BQ₃结构基元，而且能够将化合物红外透过波段扩展到10μm以上。但是，B_xQ_y在高于650K的温度时严重腐蚀石英管，并且硫代硼酸盐大多在空气条件下不稳定，导致合成困难，可重复性差。

为解决现有非线性光学晶体的缺陷，材料学领域的科研人员不断创新，以期能制备得到新型红外非线性光学晶体。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新型化合物，该化合物是含平面结构的红外非线性光学晶体硫化磷镓银AgGa₂PS₆，该晶体表现出强的倍频效应，宽的透光范围以及较高的热稳定性，是具有应用价值的新型非线性光学晶体材料。该晶体材料目前未见报道。

所述无机化合物，其特征在于，化学式为AgGa₂PS₆，属单斜晶系，空间群为Cc，单胞参数为α＝γ＝90°，β＝106.5～108.5°，Z＝4。优选地，所述晶胞参数为β＝107.5～108.3°。

作为一种具体的实施方式，所述无机化合物，其特征在于分子式为AgGa₂PS₆，分子量为470.64，属单斜晶系，空间群Cc,(No.9)，单胞参数为β＝107.800(15)，Z＝4。

所述无机化合物AgGa₂PS₆的晶体结构如图1所示。Ga(1)S4和Ga(2)S4四面体通过共顶点连接，沿着c轴形成一维Z字形的链[Ga₂S₆]^5-，然后由PS₄四面体连接形成含三角形孔道的三维框架结构[Ga₂PS₆]^-，而AgS₃三角形则附着在孔道的两个角上。

根据本申请的又一方面，提供了一种采用较低的温度制备上述无机化合物AgGa₂PS₆的方法，该制备方法过程简单，可得到高纯度、高结晶度的无机化合物AgGa₂PS₆晶体材料。

所述无机化合物的制备方法，其特征在于：采用真空高温固相法制备，将含有银元素、镓元素、磷元素和硫元素的原料混合物，于630～850℃晶化温度下晶化得到；

所述原料混合物中，银元素、镓元素、磷元素和硫元素的摩尔比例为：