中国科学院机构知识库网格
Chinese Academy of Sciences Institutional Repositories Grid
碱金属碱土金属复合硼酸盐合成、结构及性能的研究

文献类型:学位论文

作者任鹏
答辩日期2019-05-26
授予单位中国科学院大学
授予地点中国科学院新疆理化技术研究所
导师杨云
关键词光电功能晶体 晶体结构 孤立BO3 碱金属 碱土金属
学位名称硕士
学位专业材料工程
英文摘要

摘要晶体工程已经成为一门引起人们高度关注的学科,通过调控晶体内部的微观结构,科研工作者可以得到结构新颖,性能良好的新材料。近些年来,由于光电功能材料在激光技术和光电子相关领域的应用愈加广泛,人们对新型光电功能晶体材料的需求也愈加迫切。在对新型光电功能晶体材料的探索过程中,陈创天院士等人提出了具有指导意义的“阴离子基团”理论,以此为基础,本文通过高温熔液法对紫外或深紫外光学晶体进行了探索。主要合成策略如下:(1)对于阴离子基团,选择有利于拓宽光学透过窗口和产生较大倍频系数的BO3基团;(2)对于阳离子的选择,我们主要引入不存在d-d或f-f电子跃迁的碱金属与碱土金属,目标是获得在紫外乃至深紫外波段透光范围较宽的晶体材料。主要研究内容如下:1. 化合物KCa4B3O9和K0.59Rb0.41Ca4B3O9在对M2O-CaO-B2O3(M = K, Rb)体系的探索中,利用高温熔液法,KCa4B3O9和K0.59Rb0.41Ca4B3O9的单晶首次被得到。这两例硼酸盐结晶于正交晶系的Ama2空间群,阳离子组成整体的三维框架,阴离子基团均为孤立的BO3基团,填充在其中。KCa4B3O9和K0.59Rb0.41Ca4B3O9的截止边都可以达到深紫外区(<200nm)。在1064nm的基频光条件下,KCa4B3O9粉末倍频效应约为KDP的0.5倍;K0.59Rb0.41Ca4B3O9粉末倍频效应约为KDP的0.4倍。我们还通过第一性原理计算分析了其光学性质与微观电子结构之间的关系,确定了其倍频效应和大的光学带隙的来源。同时理论计算表明,KCa4B3O9和K0.59Rb0.41Ca4B3O9的双折射率分别为0.037,0.036@1064nm。以上两例化合物是首次得到的钾钙硼酸盐的单晶以及钾铷钙硼酸盐的单晶,这丰富了硼酸盐的结构化学,对在该体系内探索新的硼酸盐晶体也有一定意义。2. 化合物Li2CaB4O8本文通过高温熔液法,获得了化合物 Li2CaB4O8。Li2CaB4O8 是具有聚合阴离子基团的锂钙复合硼酸盐,阴离子基本构筑单元为 8:[(7:3Δ+4T)+(1:Δ)],基本构筑单元交替出现最终形成一维的硼氧链。根据 P. Becker 对无水硼酸盐晶体(不含卤素离子、PO4、AsO4、SiO4 或 BeO4)的总结以及对 ICSD 数据库近年来新型硼酸盐晶体结构的调研,该FBB(表示为8:[(7:3Δ+4T)+(1:Δ)])在首次在无水体系M-B-O(M可以是一种或多种非铍金属阳离子)硼酸盐晶体被发现。实验表征表明Li2CaB4O8具有深紫外截止边(<200nm)。HSE06 理论计算结果表明带隙约 7.52eV。此外,我们对其进行了稀土元素Eu3+的掺杂,发现其可以作为荧光基质材料。

页码106
源URL[http://ir.xjipc.cas.cn/handle/365002/6012]  
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
任鹏. 碱金属碱土金属复合硼酸盐合成、结构及性能的研究[D]. 中国科学院新疆理化技术研究所. 中国科学院大学. 2019.

入库方式: OAI收割

来源:新疆理化技术研究所

浏览0
下载0
收藏0
其他版本

除非特别说明,本系统中所有内容都受版权保护,并保留所有权利。