[发明专利]一种磁光晶体及其制备方法和用途

说明书

本发明提供一种磁光晶体及其制备方法和应用，所述磁光晶体的化学式为Li₃Ln₃M₂O₁₂，其中Ln为Sc,Y,La,Ce,Pr,Nd,Sm,Eu,Gd,Tb,Dy,Ho,Er,Tm,Yb,Lu,Al或Ga中的任意一种或至少两种的组合，M为Te,W或Mo中的任意一种或至少两种的组合。所述磁光晶体可以采用助熔剂法在较低的温度下生长得到。

技术领域

本发明属于无机材料领域，涉及一种磁光晶体及其制备方法和用途。

背景技术

磁光晶体是在紫外到红外波段具有磁光效应的重要功能晶体。近年来随着 激光、计算机和光纤通信技术的发展，磁光材料显示了其独特的性能和广阔的 应用前景。利用其法拉第效应可以制作磁光隔离器、磁光偏转器、磁光开关、 磁光调制器、磁光环形器、磁光延迟器、磁光信息处理系统以及强磁场和高压 传输线的光纤电流传感器等。磁光材料因此成为世界各国科学家竞相研究的焦 点和对象，在经济发展和社会生活中发挥着举足轻重的作用。

目前商业化应用的磁光晶体主要有两种：Y₃Fe₅O₁₂(YIG)和 Tb₃Ga₅O₁₂(TGG)。YIG在1100nm波长以下透过率较低，因此主要用于红外和近 红外领域。另一方面YIG为非同成分熔融化合物，转熔点为1555℃，不能使用 传统的提拉法生长晶体，难以得到质量较高的晶体。而TGG虽然透过范围较宽 (400～1100nm，不包括470～500nm)，但是在TGG晶体生长过程中由于Ga₂O₃的挥发，导致TGG晶体的熔点和组分发生偏离，不容易得到高质量的TGG晶 体。此外，TGG晶体的原料价格高，也导致了其成本较高。

CN 105133015 A公开了一种掺杂钒酸铽的磁光晶体、生产方法及其应用， 所述掺杂钒酸铽磁光晶体的分子式为Ca_xM_yTb_1-x-yVO₄，其中，M为稀土元素和 碱金属元素，0.01≤x≤0.5，0≤y≤0.5。该系列晶体在1064nm处法拉第旋转角为 TGG晶体的1.3-1.5倍，该晶体为同成分熔融，可以用提拉法生长，易生长出大 尺寸晶体，原料成本低，可有效降低磁光晶体成本。

CN 105220231 A公开了一种硅硼酸铽磁光晶体及其制备方法和应用，所述 硅硼酸铽晶体的化学式是Tb₅Si₂BO₁₃，其空间群是P63/m，晶胞参数是 a＝0.92569(10)nm，c＝0.68297(12)nm，Z＝2。本发明采用助熔剂法和熔体提拉法 生长制备的硅硼酸铽磁光晶体在500～1500nm有较好的透过率，经计算在633nm 的Verdet常数为-190rad/m.T，在空气中稳定，不易潮解，不溶于水。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种磁光晶体及其制备方法和用 途，所述磁光晶体可以采用助熔剂法在较低的温度下生长得到。

为达上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明目的之一在于提供一种磁光晶体，所述磁光晶体的化学式为 Li₃Ln₃M₂O₁₂，其中Ln为Sc,Y,La,Ce,Pr,Nd,Sm,Eu,Gd,Tb,Dy,Ho,Er,Tm,Yb,Lu,Al 或Ga中的任意一种或至少两种的组合，M为Te,W或Mo中的任意一种或至少 两种的组合。