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新型Ba7(BO3)3F5和KSr4B3O9等硼酸盐化合物的合成、结构和性能研究

文献类型:学位论文

作者赵文武
答辩日期2012-05-20
授予单位中国科学院研究生院
授予地点中国科学院新疆理化技术研究所
导师潘世烈
关键词非线性光学晶体 硼酸盐 二阶姜-泰勒畸变 碘酸盐
学位名称博士
学位专业微电子学与固体电子学
英文摘要

本论文研究工作分为两部分:一部分是对两种非中心对称的晶体材料(Ba7(BO3)3F5和KSr4B3O9)的晶体生长、结构及其性能进行了研究,并系统的寻找了适合生长KSr4B3O9晶体生长的助熔剂体系,制备出了比较透明的单晶;另一部分是合成新型的复合晶体材料:Pb2BO3F、Pb8B9O21F、Pb3OBO3F、PbBiBO4和K2Bi(IO3)4Cl,解析其单晶结构并测试了其物化性能: 1. 将具有较大半径的Ba2+离子与硼氧功能基团相结合,合成出了一种新的化合物Ba7(BO3)3F5。用高温溶液法生长出了该化合物的晶体,并解析其晶体结构;Ba7(BO3)3F5晶体属六方晶系,空间群为P63mc,晶胞参数:a = 11.1562(15)Å,c = 7.2415(14)Å,Z = 2,V = 780.5(2)Å3。Ba7(BO3)3F5晶体结构是由Ba(1)O7F3多面体,Ba(2)O4F3多面体,Ba(3)O6F4多面体和独立的BO3基团相互连接形成的三维空间网络结构。粉末倍频测试显示化合物Ba7(BO3)3F5的倍频效应约为1/3倍KDP;紫外-可见-近红外漫反射光谱测试结果显示该晶体紫外吸收边小于190nm。 2. 通过高温溶液法生长KSr4B3O9晶体,探索了其生长的助熔剂体系,即KSr4B3O9与NaF、H3BO3 为1:3:1比例的混和体系,生长出了尺寸达15mm × 15mm × 6mm的较透明晶体,并解析了其晶体结构。该化合物属正交晶系,空间群为Ama2,晶胞参数:a = 10.987(2)Å, b = 11.948(2)Å, c = 6.8865(2)Å, Z = 4, V = 907.4(14)Å3;在空间中呈三维网络结构。非线性光学测试表明其粉末倍频效应与KDP相当;紫外-可见-近红外漫反射光谱测试结果表明KSr4B3O9晶体紫外吸收边在230nm附近。 3. 将具有孤对电子的Pb2+金属阳离子与硼氧基团相结合,在PbO-PbF2-B2O3三元体系中生长出三种氟硼酸铅化合物,Pb2BO3F,Pb8B9O21F和Pb3OBO3F;并用高温溶液法分别生长出三种晶体,分析了其单晶结构。化合物Pb2BO3F属六方晶系,空间群为P63/m,晶胞参数为a = 7.2460(3)Å, c = 14.5521(17)Å, Z = 6, V = 661.69(9)Å3;化合物Pb8B9O21F晶体属三方晶系,空间群为 ,晶胞参数为a = 9.740(3)Å, b = 9.740(3)Å, c = 38.167(15)Å, Z = 6, V = 3135.5(8)Å3;化合物Pb3OBO3F属正交晶系,空间群为Pbcm,晶胞参数为a = 7.6313(14)Å, b = 6.5229(12)Å, c = 11.906(2)Å, Z = 4, V = 592.66(19)Å3。随后分别对这三种化合物的结构进行分析,三种化合物的空间排布皆为空间网络结构;其中在Pb8B9O21F晶体的空间结构中发现了一种新型的独立存在的[B9O21]15-基团。 以具有孤对电子的Bi3+金属阳离子为基础基元,探索出两种新的化合物,PbBiBO4和K2Bi(IO3)4Cl。用高温溶液法生长出透明的PbBiBO4晶体,并进行单晶解析,分析表明:化合物PbBiBO4属正交晶系,空间群为Cmca,晶胞参数为a = 10.782(3)Å, b = 10.502(3)Å, c = 7.477(2)Å, Z = 8, V = 846.7(4)Å3,空间结构是由扭曲的BiO6八面体、PbO4基团和BO3基团组成的三维网状结构;用水热法生长出透明的K2Bi(IO3)4Cl晶体,并解析出该晶体的晶体结构;K2Bi(IO3)4Cl晶体属单斜晶系,空间群为P21/c,晶胞参数为:a = 11.216(3)Å, b = 12.260(3)Å, c = 10.444(2)Å, Z = 4, V = 1352.2(5)Å3。K2Bi(IO3)4Cl化合物的晶体结构是由BiO7 基团,K(1)O10基团,K(2)O7Cl2基团和IO3基团相互连接构成的三维网络结构。

源URL[http://ir.xjipc.cas.cn/handle/365002/4399]  
专题新疆理化技术研究所_材料物理与化学研究室
推荐引用方式
GB/T 7714
赵文武. 新型Ba7(BO3)3F5和KSr4B3O9等硼酸盐化合物的合成、结构和性能研究[D]. 中国科学院新疆理化技术研究所. 中国科学院研究生院. 2012.

入库方式: OAI收割

来源:新疆理化技术研究所

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