银镁基硫属（硒属）化合物及银镁基硫属（硒属）非线性光学晶体及其制备方法和用途技术

本发明专利技术涉及银镁基硫属(硒属)化合物及银镁基硫属(硒属)非线性光学晶体及其制备方法及其用途，该系列化合物及其晶体化学式通式为AgMg3Ga3Q8，其中Q＝S、Se，均属六方晶系，空间群P

【技术实现步骤摘要】
[0018]5)0.5Ag2Q+3MgQ+3Ga+4.5Q
→
AMg3Ga3Q8[0019]6)0.5Ag2Q+3MgQ+1.5Ga2Q3→
AMg3Ga3Q8[0020]在以上方程(1)
–
(6)中Q＝S、Se
[0021]本专利技术的目的之三是这样实现的：
[0022]本专利技术目的在于提供银镁基硫属(硒属)非线性光学晶体，其特征在于该银镁基硫属(硒属)非线性光学晶体的化学式为AgMg3Ga3Q8，其中Q＝S、Se，不具有对称中心，结晶于六方晶系，空间群P
‑
6，晶胞参数为α＝β＝90
°
，γ＝120
°
，Z＝3，单胞体积采用布里奇曼法制备银镁基硫属 (硒属)非线性光学晶体。
[0023]本专利技术的目的之四是这样实现的：
[0024]用布里奇曼法获得银镁基硫属(硒属)非线性光学晶体，具体操作按下列步骤进行：
[0025]a、将含银化合物、含镁化合物、含镓化合物、含Q＝S，Se化合物和助溶剂研磨后放入干净的石墨坩埚中，其中Ag:Mg:Ga:S:助溶剂的摩尔比为0.8
‑
1.2:2.9
‑
3.1:2.9
‑
3.1:7.9
‑
8.1:0
‑
10
[0026]b、将步骤a中石墨坩埚放入抽密闭反应容器中，抽真空后封；
[0027]c、将步骤b中密闭反应容器放入下降炉中，设置程序开始煅烧，煅烧结束后降温到室温； d、取出样品放入研钵中研磨，即得到系银镁基硫属(硒属)化合物多晶粉末；
[0028]f、将多晶粉末再次放入石墨坩埚中，然后放入密闭反应容器抽真空后，再次煅烧后，缓慢移动降温，使其通过一个具有一定温度梯度的加热炉，控制炉温略高于化合物的熔点附近；选择合适的加热区，坩埚在通过加热区域时，坩埚中的混合物被熔融，当坩埚持续下降时，坩埚底部的温度先下降到熔点以下，并开始结晶，晶体随坩埚下降而持续长大，制备得到系列银镁基硫属(硒属)晶体。
[0029]本专利技术的目的之五是这样实现的：
[0030]前述银镁基硫属(硒属)红外非线性光学晶体适用于中远红外波段激光倍频晶体、红外通讯器件、红外激光制导器件中，也可用于制备倍频发生器、上或下频率转换器或光参量振荡器。
附图说明
[0031]图1为本专利技术中金属银镁基硫属化合物粉末XRD谱图；
[0032]图2为本专利技术中金属银镁基硫属非线性光学晶体结构图；
[0033]图3本专利技术制作的非线性光学器件的工作原理图，其中1是反射镜，2是调Q开关，3 是偏振片，4是Nd:YAG，5是OPO输入镜，6是KTP晶体，7是OPO输出镜及1064nm波长的光全反射镜，8是2.1μm波长的光反射镜，9是加工过后的银镁基硫属(硒属)非线性光学晶体，10是所产生的出射激光束；
具体实施方式
[0034]以下结合附图和实施实例对本专利技术进行详细说明，但不仅限于所述的实施例。任何在本专利技术基础上做出的改进和变化，都在本专利技术的保护范围之内。以制备AgMg3Ga3S8非线
性光学晶体为例。
[0035]实施例1
[0036]按反应式：1Ag+3Mg+3Ga+8S
→
AgMg3Ga3S8，合成AgMg3Ga3S8化合物：在水含量和氧气含量分别为0.01
‑
0.1ppm、充有惰性气体氩气的手套箱内按Ag：Mg：Ga+S的摩尔比为1:3:3:8 称量起始原料，将所称原料混合均匀后并放置在研钵中仔细研磨，之后放入干净的石墨坩埚中，在把石墨坩埚放入石英管中，并将石英管抽真空至10
‑2Pa并进行熔化封结，将封好的石英管放入井式马弗炉中，以20℃/h的速率升到500
‑
600℃，保温30
‑
40h，再以40℃/h的速率升到1100
‑
1200℃，保温100
‑
120h，然后以8℃/h的速率降温至室温，得到多晶粉末，对该产物进行X射线分析，所得X射线谱图与AgMg3Ga3S8单晶结构得到的X射线谱图是一致的；
[0037]将上述单相多晶粉末在研钵中仔细研磨装入石墨坩锅中，用药匙将其压紧加盖，放入石英安瓿中，抽真空后封口的密闭反应容器置于管式生长下降炉中缓慢升温至500
‑
700℃，保温 40
‑
50小时，再升温至1100
‑
1200℃，保温100
‑
120小时，此时坩埚按照下降速率为 0.36
‑
1.2mm/h，然后用300
‑
420小时降温至300
‑
350℃，关炉降至室温。待样品冷却后，取出石墨坩埚，得到AgMg3Ga3S8非线性光学晶体；
[0038]实施例2
[0039]按反应式：1Ag+3MgS+3Ga+5S
→
AgMg3Ga3S8，合成AgMg3Ga3S8化合物：在水含量和氧气含量分别为0.01
‑
0.1ppm、充有惰性气体氩气的手套箱内按Ag：MgS：Ga+S的摩尔比为 1:3:3:5称量起始原料，将所称原料混合均匀后并放置在研钵中仔细研磨，之后放入干净的石墨坩埚中，在把石墨坩埚放入石英管中，并将石英管抽真空至10
‑2Pa并进行熔化封结，将封好的石英管放入井式马弗炉中，以20℃/h的速率升到500
‑
600℃，保温30h，再以40℃/h的速率升到1100
‑
1200℃，保温100
‑
120h，然后以8℃/h的速率降温至室温，得到多晶粉末，对该产物进行X射线分析，所得X射线谱图与AgMg3Ga3S8单晶结构得到的X射线谱图是一致的；
[0040]将上述单相多晶粉末在研钵中仔细研磨装入石墨坩锅中，用药匙将其压紧加盖，放入石英安瓿中，抽真空后封口的密闭反应容器置于管式生长下降炉中缓慢升温至500
‑
700℃，保温 40
‑
50小时，再升温至1100
‑
1200℃，保温100
‑
120小时，此时坩埚按照下降速率为 0.36
‑
1.2mm/h，然后用300
‑
420小时降温至300
‑
350℃，关炉降至室温。待样品冷却后，取出石墨坩埚，得到AgMg3Ga3S8非线性光学晶体；
[0041]实施例3
[0042]按反应式：Ag+3MgS+1.5Ga2S3+0.5S
→
AgMg3Ga3S8，合成AgMg3Ga3S8化合物：在水含量和氧气含量分别为0.01
‑
0.1ppm、充有惰性气体氩气的手套箱内将Ag、MgS、Ga2S3、S按摩尔比1:3:1.5:0.5直接称取原料，将称取的原料与助熔剂Ag2S
‑
S按摩尔比1:3进行混配，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.银镁基硫属(硒属)化合物，分子式为AgMg3Ga3Q8，其中Q＝S、Se，分子量为646.47
‑
1021.63。2.根据权利要求1所述银镁基硫属(硒属)化合物，其特征在于采用真空高温固相法制备。3.根据权利要求2所述银镁基硫属(硒属)化合物的制备方法，其特征在于，具体操作如下：在水含量和氧气含量为0.01
‑
0.1ppm的气密容器为充有惰性气体氩气的手套箱内将含银化合物、含镁化合物、含镓化合物、含其中Q＝S，Se化合物，按摩尔比Ag:Mg:Ga:Q为0.8
‑
1.2:2.9
‑
3.1:2.9
‑
3.1:7.9
‑
8.1的比例混合研磨后放入干净的石墨坩埚中，装入密闭的反应容器中，将装有原料的密闭反应容器抽真空后封口，放入马弗炉中，煅烧后冷却至室温，即得到银镁基硫属(硒属)化合物单相多晶粉末；所述含银化合物包括银单质以及银盐中的至少一种；银盐包括硫化银，硒化银，氟化银，氯化银，溴化银及硫酸银中的至少一种；所述含镁化合物为镁单质及镁盐中的至少一种；镁盐包括硫化镁，硒化镁，氟化镁，氯化镁，溴化镁及硫酸镁中的至少一种；所述含镓化合物为镓单质及镓盐中的至少一种；镓盐包括硫化镓，硒化镓，氟化镓，氯化镓，溴化镓及硫酸镓中的至少一种；所述含Q＝S，Se化合物包括硫单质，硒单质及硫属化合物中的至少一种；硫属化合物包括硫化银、硒化银、硫化镁、硒化镁及硫化镓和硒化镓中的至少一种。4.银镁基硫属(硒属)非线性光学晶体，其特征在于该晶体化学式为AgMg3Ga3Q8，其中Q＝S、Se，结晶于六方晶系，空间群P
‑
6，晶胞参数6，晶胞参数α＝β＝90
°
，γ＝120
°
，Z＝3，单胞体积5.根据权利要求4所述银镁基硫属(硒属)非线性光学晶体，其特征在于，采用布里奇曼法(坩埚下降法)制备银镁基硫属(硒属)非线性光学晶体。6.根据权利要求5所述银镁基硫属(硒属)非线性光学晶体的制备方法，其特征在于，具体操作如下：在水含量和氧气含量为0.01
‑
0.1ppm的气密容器为充有惰性气体氩气的手套箱内，将权利要求3制备的银镁基硫属(硒属)化合物单相多晶粉末或权利要求3制备的银镁基硫属(硒属)化合物单相多晶粉末与助熔剂的混合物，或直接将含银化合物、含镁化合物、含镓化合物和含Q＝S，Se化合物的混合物或含银化合物、含镁化合物、含镓化合物和含Q＝S，Se化合物的混合物与助熔剂，研磨后加入到干净的石墨坩埚中，装入密闭的反应容器中，将装有原料的密闭反应容器抽真空后封口，放入马弗炉中，高温煅烧后缓慢移动降温使其通过一个具有一定温度梯度的加热炉，控制炉温略高于化合物的熔点附近；坩埚在通过加热区域时，坩埚中的混合物被熔融，当坩埚持续下降时，坩埚底部的温度先下降到熔点以下，并开始结晶，晶体随坩埚下降而持续长大，制备得到银镁基硫属(硒属)非线性光学晶体。7.根据权利要求6所述，其特征在于，其中银镁基硫属(硒属)化合物单相多晶粉末与助熔剂的摩尔比为1:0
‑
10；或者含银化合物、含镁化合物、含镓化合物和含Q＝S，Se化合物与助熔剂摩尔比为0.8
‑
1.2:2.9
‑
3.1:2.9
‑
3.1:7.9
‑
8.1:0
‑
10；助熔剂包括单一助熔剂或复合助熔剂，其中单一助熔剂包括:Se、S、Ag、Mg、Ga、Ag2S、AgS、Ag2S3、MgS、Ga2S3、Ag2Se、AgSe2、
Ag2Se3、MgSe、Ga2Se3中的至少一种；复合助熔剂包括:Ag
‑
S、Ag
‑
Se、Ag
‑

【专利技术属性】
技术研发人员：俞洪伟，陈佳乐，吴红萍，胡章贵，
申请(专利权)人：天津理工大学，
类型：发明
国别省市：